DE2911033A1 - METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE MEMBRANE PROPERTIES OF VESICLES - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE MEMBRANE PROPERTIES OF VESICLES

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DE2911033A1
DE2911033A1 DE19792911033 DE2911033A DE2911033A1 DE 2911033 A1 DE2911033 A1 DE 2911033A1 DE 19792911033 DE19792911033 DE 19792911033 DE 2911033 A DE2911033 A DE 2911033A DE 2911033 A1 DE2911033 A1 DE 2911033A1
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DE
Germany
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vesicles
lipophilic
membrane
electrode
potential
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DE19792911033
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Hiroshi Imafuku
Takeo Kimura
Hidehiko Kobayashi
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48707Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
    • G01N33/48735Investigating suspensions of cells, e.g. measuring microbe concentration

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Description

! Die Erfindung betrifft eine Methode und eine Vorrichtung! The invention relates to a method and an apparatus

ι zur Bestimmung der Membraneigenschaften von Vesikeln, wieι to determine the membrane properties of vesicles, such as

j z.B. den Permeabilitätskoeffizienten für ein lipophilesj e.g. the permeability coefficient for a lipophilic

ι Ion, das Membranpotential usw., indem man eine Elektrodeι ion, the membrane potential, etc. by placing an electrode

; 5 verwendet, die selektiv auf lipophile Ionen anspricht.; 5, which is selectively responsive to lipophilic ions.

J Die in der vorliegenden Erfindung genannten Vesikel sindJ The vesicles mentioned in the present invention are

1 strukturelle Glieder, die eine Membran aufweisen, die die 1 structural members comprising a membrane that supports the

j Permeation eines innerhalb der Membran eingeschlossenenj Permeation of a trapped within the membrane

j lipophilen Ions durch die Membran gestatten und einej allow lipophilic ions through the membrane and a

j 1o Flüssigkeit, die dazu in der Lage,ist, lipophile Ionenj 1o liquid capable of doing this, lipophilic ions

j aufzuschließen und umfasst lebende Zellen wie z.B. mensch- jj and includes living cells such as human j

j lische Zellen, tierische Zellen, Pflanzenzellen, Bakterien-j lische cells, animal cells, plant cells, bacterial

! zellen usw., Organellas wie z.B. Mitochondria, Chloroplast ;! cells, etc., organellas such as mitochondria, chloroplast;

I iI i

ι usw., und künstlich hergestellte Vesikel wie z.B. Liposome.Iι etc., and man-made vesicles such as liposomes. I.

! ι! ι

j 15 In letzter Zeit wurden viele Untersuchungen sehr aktiv [ durchgeführt, um die Vorhersage von verschiedenen Krank- ; heiten, die Identifizierung von Pathogenen, die Aufklärung jj 15 Lately, much research has been very actively conducted [for the purpose of predicting various diseases ; entities, identification of pathogens, education j

der Wirkung von Drogen oder Arzneimitteln auf Biomembranen ! oder das Screening neuer bioaktiver Substanzen durchzu-I 2o führen, indem man sich'die verschiedenen Funktionen von Βίοι 'the effect of drugs or pharmaceuticals on biomembranes ! or carry out the screening of new bioactive substances by looking at 'the various functions of Βίοι'

! membranen, insbesondere die Transportkapazität von Biomem-I branen zu Nutze machte. ! membranes, in particular the transport capacity of biomem-I branes made use of.

Die bisher für die Bestimmung der Transportkapazität von Biomembranen verwendeten Methoden sind die folgenden: '"*,25 Wenn ein Vesikel in eine Lösung einer Substanz gebracht wird, die ursprünglich in einem lebenden Körper vorhanden ist, wie z.B. Glukose, fließt die Glukose in das Vesikel und aus dem Vesikel heraus und gleichzeitig fließt Wasser in das Vesikel und aus dem Vesikel heraus, wodurch das 3o Volumen des Vesikels vergrößert und verkleinert wird. Indem man die Änderung der Lichtstreuungsintensität oder die-Trübung der Zellsuspension mißt, die die Volumenänderung des Vesikels begleitet, wird seine Permeabilität für dieThe methods used to date to determine the transport capacity of biomembranes are as follows: '" *, 25 When a vesicle is placed in a solution of a substance originally present in a living body, such as glucose, the glucose flows into the vesicle and out of the vesicle and at the same time water flows into the vesicle and out of the vesicle, thereby increasing and decreasing the volume of the vesicle. becomes its permeability for the

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Substanz (Glukose) festgestellt. Im Falle von Erythrozyten wird die Permeabilität der Erythrozytenmembran für die Substanz dadurch gemessen, daß man die Zeit mißt, vjenn das Wasser in die Erythrozyten eindringt, wobei sie zerbrechen und sich die Lösung rot färbt, d.h. die Zeit, wie lange es j dauert, um die Hämolyse zu verursachen. Eine andere Methode; besteht darin, die Substanz mit einem Isotop zu markieren und das durch dLe Zellmembran hindurchgegangene Isotop zu bestimmen, wodurch die Permeabilität der Zellmembran für die Substanz erhalten wird.Substance (glucose) detected. In the case of erythrocytes, the permeability of the erythrocyte membrane for the Substance measured by measuring the time it takes for the water to enter the erythrocytes, causing them to break and the solution turns red, i.e. the time it takes j to cause hemolysis. Another method; consists in marking the substance with an isotope and adding the isotope that has passed through the cell membrane determine, thereby maintaining the permeability of the cell membrane for the substance.

Die Radioisotop-Methode ist die verlässlichste Methode, jedoch kann man damit nicht zahlreiche aufeinander folgende j Messungen durchführen und außerdem ist das radioaktive Material gefährlich und muss sehr vorsichtig gehandhabt ' werden. Deshalb ist diese Methode nicht geeignet, um viele j Proben zu messen. Da die Methode der Bestimmung der Volumenänderung der Zelle, die sich aus dem Hineinfließen und dem I Herausfließen des Wassers ergibt, eine große Einfluß- und j AusflußmengeÜer Substanz erfordert, die ausreichend sein muss, um die Membran zu deformieren, stimmen die durch diese Methode erhaltenen Daten sehr oft nicht mit den Daten über-j ein, die nach der Radioisotop-Methode gemessen worden sind.; Die Substanzen, die für übliche Bestimmungen der Permeabilität von Vesikeln für sie verwendet werden,sind fast inuner diejenigen, die ursprünglich in den zu bestimmenden lebenden Zellen enthalten sind oder unter den Umständen vorliegen, in denen die Zellen existieren. Weiterhin ist die übliche Bestimmung der Permeabilität von vesikularen Membranen eine bloße Meßung oder Bestimmung und die gemessenen Werte können für die Vorhersage von Krankheiten u.dgl. nicht verwendet werden.The radioisotope method is the most reliable method, but it cannot be used for numerous consecutive j Carry out measurements and the radioactive material is dangerous and must be handled very carefully ' will. Therefore this method is not suitable for measuring many j samples. As the method of determining the change in volume of the cell that results from the flowing in and flowing out of the water, a great influence and j Outflow of substance required, which must be sufficient to deform the membrane, agree through this Method, data obtained very often do not match the data on -j measured by the radioisotope method .; The substances which are used for ordinary determinations of the permeability of vesicles for them are almost inveterate those originally contained in, or under the circumstances, the living cells to be determined in which the cells exist. Furthermore, the usual determination of the permeability of vesicular membranes a mere measurement or determination and the measured values can be used for predicting diseases and the like. Not used.

Eine Vorrichtung zum Bestimmen des Membranpotentials von Vesikeln wird z.B. in "Membrane Potential Measurement Using Lipophilic Ions for Vesicles Directly, Unmeasurable with Small Electrodes" von Makoto Muratsugu et al inA device for determining the membrane potential of vesicles is described, for example, in "Membrane Potential Measurement Using Lipophilic Ions for Vesicles Directly, Unmeasurable with Small Electrodes "by Makoto Muratsugu et al in

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Digests of Lectures, Second Symposium on Interaction between Biomembranes and Drugs, 1978, beschrieben. Diese Vorrichtung benutzt eine Elektrode, die selektiv auf lipophile Ionen anspricht, jedoch ist diese Vorrichtung nur für grundlegende Forschungen geeignet, bei denen beabsichtigt ist, nur Membranpotentiale von Vesikeln zu erhalten, die große Membranpotentiale aufweisen wie z.B. Mitochondria, Bakterien u.dgl. Die Methode zur Bestimmung des Mfcnfoz:.upotentials mit dieser Vorrichtung besteht darin, daß man eine Potentialdifferenz Δε zwischen den stetigen Potentia- ; len einer Elektrode in einer Lösung von lipophilen Ionen vor und nach der Einspritzung von Vesikeln in die Lösung ' mißt und das Membranpotential der Vesikel berechnet, indem ' j man in eine komplizierte Gleichung den Wert für die Poten- ί j 15 tialdifferenz ^ E, den Wert des Volumens der Vesikel und : j den Wert des Volumens der die Vesikel suspendierenden i Lösung einsetzt. Bei dieser Methode und mit dieser Appara- . tür muss die Bestimmung und die Messung verzögert werden i j bis das Elektrodenpotential nach der Einspritzung der Ve- j J 2o sikel stetig wird, da das stetige Potential der Elektrode \ j nach der Einspritzung der Vesikel in die Lösung gemessen j j wird. Im allgemeinen braucht es eine gewisse Zeit, bis das | ί Elektrodenpotential stetig wird, nachdem die Vesikel in |Digests of Lectures, Second Symposium on Interaction between Biomembranes and Drugs, 1978. This device uses an electrode that is selectively responsive to lipophilic ions, but this device is only suitable for basic research where it is intended to obtain only membrane potentials from vesicles that have large membrane potentials such as mitochondria, bacteria, and the like to determine the Mfcnfoz: .upotentials with this device consists in that a potential difference Δε between the continuous potentials ; len an electrode in a solution of lipophilic ions before and after the injection of vesicles into the solution and calculates the membrane potential of the vesicles by inserting the value for the potential difference into a complicated equation value of the volume of the vesicles and j the value of the volume of the vesicles i suspending solution used. With this method and with this apparatus. be delayed door has the definition and measurement ij to the electrode potential after the injection of Ve- j J 2o is Sikel steadily as the constant potential of the electrode \ j after the injection of the vesicles is jj measured in the solution. In general, it takes a while for the | ί electrode potential becomes steady after the vesicles in |

ί Iί I

die Lösung eingebracht worden sind. Insbesondere menschliehe Blutzellen weisen sowohl ein geringes Membranpotential als auch änen geringen Permeabilitätskoeffizienten auf. | Insbesondere bei niedrigen Temperaturen zwischen 0 und 25 C ist die Permeationsgeschwindigkeit gering, so daß es so lange oder länger als 3o Minuten dauert, bis das Elektrodenpotential stetig geworden ist, nachdem die Blutzellen in die Lösung eingebracht wordensind. Diese übliche Methode der Bestimmung erfordert viel Zeit, um die Elektrodenpotentialdifferenz Δ E zu messen und umfasst eine Reihe von mühsamai Arbeiten, um das Membranpotential der Vesikel durch das Einsetzen der für jede Probe gemessenen Potentialdifferenz Λ E in eine komplizierte Gleichung, wie oben beschrieben, zu messen. Daher ist es unmöglich, die Membranpoten-the solution has been introduced. Human blood cells in particular have both a low membrane potential and a low permeability coefficient. | Particularly at low temperatures between 0 and 25 C, the permeation rate is low, so that it takes so long or more than 30 minutes for the electrode potential to become steady after the blood cells have been introduced into the solution. This common method of determination takes a long time to measure the electrode potential difference Δ E and involves a series of tedious works to calculate the membrane potential of the vesicles by substituting the potential difference Λ E measured for each sample into a complicated equation as described above measure up. Therefore it is impossible to

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tiale einer großen Anzahl von Proben bei der klinischen Untersuchung zu bestimmen.tiale of a large number of specimens in clinical Investigation to determine.

Der Permeabilitätskoeffizient von Vesikelmembranen für lipophile Ionen steht in enger Beziehung zu dem Fließvermögen (fluidity) der Membranen von Vesikel.Das Membranpotential ist die Differenz zwischen den Potentialen auf beiden Seiten der Vesikelmembran und eine physikalische Größe, die als Triebkraft für den Ionendurchgang dient. Das Membranpotential und die Membranfluidität von Vesikeln hängen beide nur von den Eigenschaften der vesikularen Membran ab und werden als Grundfaktoren angesehen, die die Transportkapazität von Vesikelmembranen definieren. Wenn eine wertvolle Information über den Transfer einer Substanz durch eine Vesikelmembran erhalten wird, ist es z.B. möglich, verschiedene Krankheiten vorauszusehen, Pathogene zu identifizieren, die Wirkung von Arzneimittel und Drogen auf Biomembranen aufzuklären oder neue bioaktive Substanzen!The coefficient of permeability of vesicle membranes for Lipophilic ions are closely related to the fluidity of the membranes of vesicles. The membrane potential is the difference between the potentials on both sides of the vesicle membrane and a physical one Quantity that serves as the driving force for ion passage. The membrane potential and fluidity of vesicles both depend only on the properties of the vesicular membrane and are considered to be the basic factors that determine the Define the transport capacity of vesicle membranes. When a valuable piece of information about the transfer of a substance is obtained through a vesicle membrane, for example, it is possible to foresee various diseases, pathogens to identify, to elucidate the effect of drugs and drugs on biomembranes or to elucidate new bioactive substances!

durchzuforsehen.to look through.

I II I

Die Erfindung betrifft eine Methode und ein Verfahren zur. direkten und schnellen Messung der Grundfaktoren, die die Transportkapazität von Vesikelmembranen definieren. Sie be-j trifft ferner eine Methode und eine Apparatur zur Bestimmung der Membraneigenschaften von Vesikeln, die die Voraussage j von verschiedene! Krankheiten, die Identifizierung von Patho-jgenen oder das Screening von neuen bioaktiven Substanzen ermöglichen. Weiter betrifft die Erfindung eine Methode und eine Apparatur zur schnellen Bestimmung des Membranpotentials, das eine Membraneigenschaft von Vesikeln ist und/oder zur Bestimmung des Permeabilitätskoeffizienten für lipophile Ionen, was eine andere Membraneigenschaft von Vesikeln ist. Anders ausgedrückt betrifft die Erfindung eine Methode und eine Vorrichtung, die man zur Bestimmung von nur dem Membranpotential der vesikularen Membran allein oder nur zur Bestimmung des Permeabilitätskoeffizienten der vesikularen Membran für lipophile Ionen allein oderThe invention relates to a method and a method for. direct and rapid measurement of the basic factors that make the Define the transport capacity of vesicle membranes. It also relates to a method and an apparatus for determination of the membrane properties of vesicles that make the prediction j of different! Diseases, Identification of Pathogenes or enable the screening of new bioactive substances. The invention also relates to a method and an apparatus for the rapid determination of membrane potential, which is a membrane property of vesicles and / or to determine the permeability coefficient for lipophilic ions, which is another membrane property of Vesicles is. In other words, the invention relates to a method and a device that can be used for determination from only the membrane potential of the vesicular membrane alone or only to determine the permeability coefficient the vesicular membrane for lipophilic ions alone or

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für beide Bestimmungen gleichzeitig verwenden kann, Die Methode und die Vorrichtung ermöglichen es, die Membraneigenschaften von Vesikeln zu jeder Zeit während lipophile Ionen in die Vesikel und aus den Vesikeln heraus fließen., zu bestimmen.can use for both determinations at the same time, The Method and device make it possible to determine the membrane properties of vesicles at any time during lipophilic Ions flow into and out of the vesicles., To determine.

Die Erfindung ermöglicht es außerdem, durch die Methode und die Vorrichtung der Bestimmung der Membraneigenschaften von Vesikeln, eine große Anzahl von Proben mit einer Vorrichtung in einer kurzen Zeit zu bestimmen. Schließlich ist es möglich, die Membraneigenschaften von Vesikelix mit niedrigem Membranpotential zu bestimmen.The invention also makes it possible by the method and the device of the determination of the membrane properties of Vesicles to determine a large number of samples with one device in a short time. After all it is possible to determine the membrane properties of Vesikelix with low membrane potential.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird durch eine in eine Flüssigkeit, die lipophile Ionen und suspendierte Vesikel j enthält, eingetauchte Elektrode ,die selektiv auf lipophile| ! Ionen anspricht, die Geschwindigkeit der Änderung der lipo-; • 15 philen Ionenkonzentration mit der Zeit, basierend auf der ! Gegenwart der Vesikel, als Geschwindigkeit der Änderung des Potentials der Elektrode mit der Zeit gemessen. Das - bedeutet, daß Vesikel oder ihre Suspension in eine Lösung von lipophilen Ionen oder vice versa gegossen werden, in beiden Fällen fließen die lipophilen Ionen in die Vesikel, wodurch eine Veränderung der lipophilen Ionenkonzentration in der Lösung verursacht wird. Diese Veränderung wird durch die Elektrode gemessen, die selektiv auf lipophile Ionen anspricht. Die Permeabilitätseigenschaften der Vesikelmembran für lipophile Ionen und/oder das Membranpotential der Vesikelmembran wird durch eine Operation erhalten, die auf der Geschwindigkeit der gemessenen Potentialveränderung mit der Zeit, dem Volumen der lipophilen Ionenlösung, dem Gesamtvolumen und der gesamten Oberfläche der in der Lösung suspendierten Vesikel und einer Temperatur basiert Alternativ kann die Geschwindigkeit der gemessenen Potentialänderung mit der Zeit durch die Differenz der Elektrodenpotentialänderung,die für die Vesikel eigenartig ist, geteilt werden und der erhaltene Wert als Index der Permeabilität von Vesikelmembranen für lipophile Ionen verwendetAccording to the present invention is by one in a Liquid containing lipophilic ions and suspended vesicles j, immersed electrode selective for lipophilic | ! Ions responding to the rate of change in lipo-; • 15 phile ion concentration over time based on the! Presence of the vesicle, as the rate of change of the potential of the electrode measured over time. That - means that vesicles or their suspension in a solution be poured by lipophilic ions or vice versa, in both cases the lipophilic ions flow into the vesicles, thereby causing a change in the concentration of lipophilic ions in the solution. This change is going through measured the electrode that responds selectively to lipophilic ions. The permeability properties of the vesicle membrane for lipophilic ions and / or the membrane potential of the vesicle membrane is obtained by an operation which on the speed of the measured change in potential over time, the volume of the lipophilic ion solution, the Total volume and total surface area of the vesicles suspended in the solution and a temperature Alternatively, the speed of the measured change in potential with time can be determined by the difference in the change in electrode potential, which is peculiar to the vesicle, divided and the value obtained as the index of permeability used by vesicle membranes for lipophilic ions

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ist ein schematisches Diagramm, das ein BeispielFig. 3 is a schematic diagram showing an example είεί
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-9- 2911033 :-9- 2911033: einer Vorrichtung gemäss der Erfindung für diea device according to the invention for the
II. "Jährend der Messung des Elektrodenpotentials wird"During the measurement of the electrode potential Durchführung der Methode gemäss der ErfindungImplementation of the method according to the invention II. vorzugsweise ein Gefäß, das die Lösungen enthält, auf einerpreferably a vessel containing the solutions on one zeigt.shows. Recheneinheit an die Vorrichtung von Fig. 1 ,Arithmetic unit to the device of FIG. 1, tt konstanten Temperatur gehalten.kept constant temperature. ist ein schematisches Diagramm, das ein anderesis a schematic diagram following another gekoppelt ist.is coupled. I
I
I.
I.
II. 2o2o Nachstehend werden die Zeichnungen erläutert.The drawings are explained below. Beispiel gemäss der Erfindung zeigt, in dem eineExample according to the invention shows in which a
I ' 5 I ' 5 II. Fig. 1Fig. 1 I
ist ein Fließbild, das ein Beispiel eines Refchen-j·
I.
is a flow sheet showing an example of a reference j
II. Programms der Recheneinheit (37) zeigt.Program of the computing unit (37) shows. II. SS. ist eine graphische Darstellung, die die Änderis a graph showing the change j ·j II.
II.
ungen des Elektrodenpotentials,gemessen mit derchanges in the electrode potential, measured with the
SS. 2525th Fig. 2Fig. 2 Methode vnd Vorrichtung der vorliegenden ErfinMethod and device of the present invention jj dung in Zusammenhang mit Erythrozyten von verdung in connection with erythrocytes from ver ii schiedenen Tieren zeigt.shows different animals. !! ist eine graphische Darstellung, die Werte deris a graph showing the values of the !! Fig. 3Fig. 3 weiter unten beschriebenen Gleichung (7) undEquation (7) and described below 3o3o Änderungen des Elektrodenpotentials zeigt, wennChanges in electrode potential shows when II. Fig. 4Fig. 4 das Membranpotential und der Permeabilitäts-the membrane potential and the permeability II. koeffizient für lipophile Ionen (Tetraphenyl-coefficient for lipophilic ions (tetraphenyl- 11 II.
II.
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I
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I.
Fig. 5Fig. 5 rHig· 6rHig 6 phosphonium) einer menschlichen Erythrozytenmem-phosphonium) of a human erythrocyte membrane bran gemäss der Methode und mit der Vorrichtungbran according to the method and with the device der vorliegenden Erfindung gemessen werden.of the present invention. ist eine graphische Darstellung, die die Ergebis a graph showing the result nisse von Messungen des Permeabilitätskoeffiziennisse of measurements of the permeability coefficient ten von Liposomen für lipophile Ionen (Benzyl-of liposomes for lipophilic ions (benzyl 909840/0681909840/0681

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Fig. 7Fig. 7

phenyldimethylammonium) zeigen, die nach der Methode und mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung unter verschiedenen Temperaturbedingungen erhalten worden sind.phenyldimethylammonium) show by the method and with the device according to the invention have been obtained under different temperature conditions.

ist eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse der Messung des Permeabilitätskoeffizienten von Erythrozyten von verschieden alten Ratten für lipophile Ionen (Tetraphenylphos- ι phonium) zeigt, die gemäss der Methode und ; Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erhalten worden sind und die Blutdrücke von Ratten. ' is a graph showing the results of the measurement of the permeability coefficient of erythrocytes of rats of different ages for lipophilic ions (tetraphenylphosphonium) shows, according to the method and ; Apparatus of the present invention and the blood pressures of rats. '

Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 zeigt die Bezugsziffer 11 ein Gefäß, das eine Lösung 12 enthält, die in der Lage ist, lipophile Ionen zu lösen, wobei Vesikel in der Lösung 12 suspendiert sind. Vorzugsweise ist das Gefäß 11 behandelt, z.B. mit Silikon, um die Vesikel vom Anheften oder Ankleben an die Innenwandung des Gefäßes 11 zu bewahren und vorzugsweise ist das Gefäß 11 aus transparentem Material gemacht, um die Beobachtung von außen zu erleichtern. Eine lipophile Ionenelektrode 13 und eine Bezugselektrode 14 sind teilweise in das Gefäß 11 eingeführt, um mit der Vesikelsuspension in Berührung zu sein. Eine Einspritzvorrichtung ;1·5 ist vorgesehen, um Vesikel in das Gefäß 11 in einem gewisse! Volumen zu injizieren. Die Einspritzvorrichtung 15 kann eine Spritze, eine Pipette oder dgl. sein, jedoch ist es beispielsweise bevorzugt, eine Mikrospritze zu verwenden, die in der Lage ist, ein kostantes Volumen von Vesikeln einzuspritzen.Referring to FIG. 1, reference numeral 11 indicates a Vessel containing a solution 12 capable of Dissolve lipophilic ions, with vesicles being suspended in the solution 12. The vessel 11 is preferably treated, e.g. with silicone to keep the vesicles from sticking or sticking to the inner wall of the vessel 11 and preferably the vessel 11 is made of transparent material, to facilitate observation from the outside. A lipophilic ion electrode 13 and a reference electrode 14 are partially inserted into the vessel 11 to be in contact with the vesicle suspension. An injector ; 1 x 5 is provided to transfer vesicles into the vessel 11 in a certain way! Inject volume. The injection device 15 can be a syringe, a pipette or the like. however, it is preferred, for example, to use a microsyringe capable of maintaining a constant volume to inject vesicles.

Die Lösung 12 kann irgendein Lösungsmittel sein, so lange es in der Lage ist, eine vorbestimmte Menge von lipophilen Ionen gleichförmig zu lösen. Da jedoch der Permeabilitätskoeffizient und das Membranpotential durch die Eigenschaft The solution 12 can be any solvent so long as it is capable of containing a predetermined amount of lipophilic To dissolve ions uniformly. However, since the coefficient of permeability and the membrane potential by the property

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I der Lösung stark beeinflusse werden, wird vorzugsweise eine ί wässrige Kochsalzlösung verwendet, deren pH-Wert, Ionen-I have a strong influence on the solution, preferably a ί aqueous saline solution is used whose pH value, ionic

zusammensetzung und osmotischer Druck richtig eingestellt j sind, um sich für die Bestimmung zu eignen. Die in dem I 5 Lösungsmittel zu lösenden lipophilen Ionen können entweder I lipophile Kationen oder lipophile Anionen sein und die j iDonenkonzen tr ation ist vorzugsweise so niedrig wie möglich : in dem Bereich, in dem das Ansprechvermögen der Elektrode ; 13 der Nernst'sehen Gleichung folgt. Die optimale Vesikel-1o konzentration für die Suspendierung der Vesikel kann wie ; gewünscht ausgewählt werden in Übereinstimmung mit dem j Membranpotential der Vesikel und dem SN-Verhältnis der ver- ; wendeten Meßvorrichtung. Es ist jedoch im allgemeinen erwünscht, daß das Volumen der Vesikel im Bereich von o,o1 15 bis 5o % des Volumens der Suspension liegt. Mit wenigerThe composition and osmotic pressure are properly adjusted to suit the determination. The lipophilic ions to be dissolved in the solvent can be either lipophilic cations or lipophilic anions and the ion concentration is preferably as low as possible: in the range in which the response of the electrode; 13 of the Nernst equation follows. The optimal vesicle concentration for suspending the vesicles can be like; are desired to be selected in accordance with the j membrane potential of the vesicles and the SN ratio of the ver ; turned measuring device. In general, however, it is desirable that the volume of the vesicles be in the range of 0.015 to 50% of the volume of the suspension. With less

als o,o1 % ist die Änderung des Elektrodenpotentials klein,ι was zu verringerter Meßgenauigkeit führt. Auch im Falle von • mehr als 5o % v/eichen der erhaltene Permeabilitätskoeffizien ; und das Membranpotential von ihren wahren Werten ab, weil ! j 2o eine Steigerung in der Menge der Adsorption der lipophi- i ; len Ionen an die vesikulare Membran auftritt. Dennoch ist , : die Abweichung geringer als im Fall der bekannten üblichen Meßmethoden, so da3 das Volumen der Vesikel in gewissen Fällen außerhalb des vorstehend genannten Bereichs gewählt 25 werden kann.as 0.1%, the change in the electrode potential is small, which leads to reduced measurement accuracy. Also in the case of • more than 50% v / the obtained permeability coefficients are calibrated ; and the membrane potential from their true values, because! j 2o an increase in the amount of adsorption of the lipophi- i; len ions to the vesicular membrane occurs. Nevertheless, the deviation is smaller than in the case of the known customary measuring methods, so that the volume of the vesicles can in certain cases be chosen outside the above-mentioned range.

Das lipophile Ion kann positiv oder negativ sein. Als lipophiles Kation können quaternäre Kationen verwendet werden, die durch die allgemeine Formel R4X ausgedrückt werden, inder R ein Kohlenwasserstoffrest oder ein haloge-The lipophilic ion can be positive or negative. As the lipophilic cation, quaternary cations can be used, which are expressed by the general formula R 4 X, in which R is a hydrocarbon radical or a halogen

3o nierter Kohlenwasserstoffrest und X ein Stickstoffatom, ein Phosphoratom oder ein Arsenatom ist. Beispielsweise umfasst R Alkylgruppen wie Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl; Arylgruppen wie Phenyl, Tolyl; Aralkylgruppen wie Benzyl; "Cycloalky!gruppen wie Cyclohexylgruppen und ihre Halogen-3o ned hydrocarbon radical and X is a nitrogen atom, a phosphorus atom or an arsenic atom. For example R comprises alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl; Aryl groups such as phenyl, tolyl; Aralkyl groups such as benzyl; "Cycloalkyl! Groups such as cyclohexyl groups and their halogen

35 Substitutionsprodukte wie z.B. Chlorphenyl. Als quaternäre Kationen der obigen allgemeinen Formel können z.B. Dibenzyl.-Ιί35 substitution products such as chlorophenyl. As quaternary cations of the above general formula, for example, dibenzyl.-Ιί

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1o1o

2o2o

Ί 25Ί 25

3o3o

-12--12-

dimethylammonium, Benzylphenyldimethylammonium, Tetraphenyl phosphonium, Tetraphenylarsonium usw. verwendet werden.dimethylammonium, benzylphenyldimethylammonium, tetraphenyl phosphonium, tetraphenylarsonium, etc. can be used.

Als lipophile Anionen können Organoborat oder Bor-Carbanion-Käfigverbindungen verwendet werden, die durch die allgemeine Formel R'4B~ ausgedrückt werden, in der R' ein Kohlenwasserstoffrest oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff rest ist. R1 umfasst Alkylgruppen wie Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl; Arylgruppen wie Phenyl, ToIyI; Aralkylgrupperi wie Benzyl; Cycloalkylgruppen wie Cyclohexyl; und ihre Halogensübstitutionsprodukte wie z.B. Chlorphenyl. Als Organoborate der obigen allgemeinen Formel können Bortetraphenyl, Bortetratolyl, Bortetra-(p-chlorphenyl) usw. verwendet werden. Als Bor-Carbanion-Käfigverbindungen können Dicarbaundecaboran, Dicarbadodecaboran und Dicarbaheptaboran, substituiert mit einer Phenylgruppe wie z.B. Phenyldicarbaundecaboran und Methyldicarbadodecahydroundecaboran verwendet werden.Organoborate or boron-carbanion cage compounds, which are expressed by the general formula R ' 4 B ~, in which R' is a hydrocarbon radical or a halogenated hydrocarbon radical, can be used as lipophilic anions. R 1 includes alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl; Aryl groups such as phenyl, tolyl; Aralkyl groups such as benzyl; Cycloalkyl groups such as cyclohexyl; and their halogen substitution products such as chlorophenyl. As the organoborates represented by the above general formula, borotetraphenyl, borotetratolyl, borotetra- (p-chlorophenyl), etc. can be used. As boron-carbanion cage compounds, dicarbaundecaborane, dicarbadodecaborane and dicarbaheptaborane substituted with a phenyl group such as phenyldicarbaundecaborane and methyldicarbadodecahydroundecaborane can be used.

Die lipophile Ionenelektrode 13 spricht selektiv auf die in der Suspension 12 vorhandenen lipophilen Ionen an und kann in einigen Fällen als organische Ionenelektrode bezeichnet werden. Wenn E die Potentialdifferenz zwischen der lipophilen Ionenelektrode 13 und der Bezugselektrode 14 und C die lipophile Ionenkonzentration der Suspension 12 darstellen, kann jede beliebige lipophile Ionenelektrode verwendet werden, so lange sie Elektrodencharakter is tika zeigt, die durch die folgende Gleichung (die Nernst'sehe Gleichung) im Bereich der Konzentration G von 5 χ 1o~ bis 1 χ Io M gegeben ist:The lipophilic ion electrode 13 selectively responds to the lipophilic ions present in the suspension 12 and may in some cases be referred to as an organic ion electrode will. If E is the potential difference between the lipophilic ion electrode 13 and the reference electrode 14 and C represent the lipophilic ion concentration of the suspension 12, can be any lipophilic Ion electrode can be used as long as it exhibits electrode characteristics represented by the following equation (the Nernst's equation) in the area of concentration G is given from 5 χ 1o ~ to 1 χ Io M:

E =E =

ZFZF

Darin ist <* eine für die Elektrode inhärente Konstante, T ist. _J die absolute Temperatur der Flüssigkeit, in die die Elektro· -de eingetaucht ist, R ist die Gaskonstante, F ist dieWhere <* is an inherent constant for the electrode, T is. _J the absolute temperature of the liquid into which the electric -de is immersed, R is the gas constant, F is the

309840/0681309840/0681

« I I 4 te«I I 4th

• f < ■• f <■

-13--13-

Faraday'sehe Konstante und Z ist die Zahl der Ladungen des lipophilen Ions. In der lipophilen Ionenelektrode 13 ist ein Polymerfilm 17, dejr darin eingesiegelt eine sensitive Substanz, eine Ionenassoziation eines lipophilen Kations und eines lipophilen Anions enthält, an ein Ende des Röhrchens 16 angebracht, das z.B. aus Glas oder Polymerem besteht. Das Röhrchen 16 enthält eine wässrige Lösung, in der das gewünschte lipophile Ion in einer vorbestimmten Konzentration gelöst ist, d.h. die sog. Bezugslösung 18. In der Bezugslösung 18 ist ein Ende der Bezugselektrode 19, z.B. eine im Handel erhätliche Silber-Silberchlorid-Elektrode, eingesiegelt. Die Elektrode 13 ist in die Suspension 12 auf der Seite des Polymerfilms 17 getaucht. Die Bezugselektrode 14 kann eineSilber-Silberchlorid-Elektrode, wieSee Faraday's constant and Z is the number of charges of the lipophilic ions. In the lipophilic ion electrode 13 is a polymer film 17, which is sealed therein as a sensitive one Substance containing an ion association of a lipophilic cation and a lipophilic anion at one end of the tube 16 attached, for example made of glass or polymer. The tube 16 contains an aqueous solution in which the desired lipophilic ion in a predetermined concentration is dissolved, i.e. the so-called reference solution 18. In the reference solution 18, one end of the reference electrode 19, e.g. a commercially available silver-silver chloride electrode. The electrode 13 is in the suspension 12 dipped on the polymer film 17 side. The reference electrode 14 may be a silver-silver chloride electrode such as

sie im Handel erhältlich ist, sein. |it is commercially available. |

Vorzugsweise wird die Vorrichtung so ausgelegt, daß sich diej Vesikel in der Lösung 12 während der Messung nicht absetzen. Zum Beispiel ist ein Rührrotor 21 aus einem Magnet in der Lösung 12 im Gefäß 11 angebracht und ein elektromagnetischer Rührer 22, der mit einer konstanten Geschwindigkeit rotieren kann, unter dem Gefäß 11 angebracht. Durch die magnetische Anziehungskraft zwischen demelektromagnetischen Rührer 22 und dem Rotor 21 wird der Rotor 21 mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, um das Absetzen der Vesikel in der Lösung 12 zu verhindern. In diesem Fall ist, um die Gefahr der Beeinträchtigung oder Zerstörung der Vesikel durch den Rotor 21 zu verhindern, es wünschenswert, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors 21 in dem Bereich minimal zu halten, in dem die Vesikel sich nicht absetzen. Da außerdem 'die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors 21 eine Wirkung auf das Potential der Elektrode 13 hat, ist es bevorzugt, den Rotor 21 mit konstanter Geschwindigkeit zu drehen.The device is preferably designed in such a way that the vesicles do not settle in the solution 12 during the measurement. For example, a stirring rotor 21 made of a magnet in the solution 12 in the vessel 11 and an electromagnetic one Stirrer 22, which can rotate at a constant speed, mounted under the vessel 11. Due to the magnetic Attractive force between the electromagnetic stirrer 22 and the rotor 21 becomes the rotor 21 at a constant speed rotates to prevent settling of the vesicles in solution 12. In this case, to the risk of To prevent impairment or destruction of the vesicle by the rotor 21, it is desirable to increase the speed of rotation of the rotor 21 to be kept minimal in the area in which the vesicles do not settle. Since also 'the speed of rotation of the rotor 21 has an effect on the potential of the electrode 13, it is preferred to rotate the rotor 21 at a constant speed.

Da das Potential der Elektrode stark in Abhängigkeit einer Änderung bei der Mess temperatur variiert, wird Vorzugs^ weise das Gefäß 11 z.B. in einem konstanten TemperaturbadSince the potential of the electrode varies greatly depending on a change in the measurement temperature, preference is given to ^ place the vessel 11 in a constant temperature bath, for example

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1 «Μ Κ *
• · *
1 «Μ Κ *
• · *

• ■ ·• ■ ·

m λ mm λ m

-14--14-

23 langebracht. In Fig. 1 befindet sich das Gefäß 11 in
einer öffnung 3o, die in der Mitte des konstanten Temperaturbade 23 gebildet ist. Das warme Wasser im Bad 23 mit
konstanter Temperatur wird durch eine Pumpe 24 umgewälzt,
um es bei konstanter Temperatur zu halten.
23 long brought. In Fig. 1, the vessel 11 is in
an opening 3o formed in the center of the constant temperature bath 23. The warm water in bathroom 23 with
constant temperature is circulated by a pump 24,
to keep it at a constant temperature.

Um hohe Meßgenauigkeit zu erreichen, ist es wünschenswert,
daß die Messung bei Temperaturänderungen von + o,- C iurcb-i
In order to achieve high measurement accuracy, it is desirable
that the measurement with temperature changes of + o, - C iurcb-i

~ I ~ I

geführt werden. Im Falle, daß man befürchtet, daß Störungen; durch elektrostatische Induktion oder durch irgendwelche
1ο anderen elektromagnetischen Störungen mit dem Meßsysteni
vermischt werden, werden das Gefäß 11 und die Elektroden
13 und 14 in einem abgeschirmten Kasten 25 angeordnet.
Andere Elemente, die keine elektromagnetische Störungen
be guided. In the event that one fears that disturbances; by electrostatic induction or by any
1ο other electromagnetic interference with the measuring system
are mixed, the vessel 11 and the electrodes
13 and 14 arranged in a shielded box 25.
Other items that do not have electromagnetic interference

erzeugen, können, wenn nötig, in dem Schutzkasten 25 i angebracht sein. Der Schutzkasten 25 kann aus irgendeinem i Material hergestellt sein, das elektromagnetische Wellen ! nicht durchlässt. Jedoch wird es im Fall des Rührens der ! Vesikelsuspension 12 mit Hilfe eines elektromagnetischen j Rührers 22 bevorzugt, den elektromagnetischen Rührer 22generate can, if necessary, be mounted in the protective box 25 i. The protective box 25 can consist of any i Material be made that electromagnetic waves! does not let through. However, in the case of stirring the! Vesicle suspension 12 with the aid of an electromagnetic stirrer 22, preferably the electromagnetic stirrer 22

außerhalb des Schutzkastens 25 anzubringen, um die ' durch den elektromagnetischen Rührer 22 erzeugten Störungen auszuschließen. In einem solchen Fall ist der Teil der | Wand des Schutzkastens 25, der den elektromagnetischen j Rührer 22 berührt, aus einem Material hergestellt, das ' die magnetischen Kraftlinien durchlässt, z.B. aus Aluminiun. oder rostfreiem Stahl, so daß der Rotor 21 im Gefäß 11
angetrieben werden kann. Ein Befestigungsstab 1o ist an
der Innenseite der oberen Wand des Schutzkastens 25 angebracht und die Elektroden 13 und 14 v/erden durch den
to be attached outside the protective box 25 in order to exclude the interference generated by the electromagnetic stirrer 22. In such a case, the part of the | The wall of the protective box 25, which contacts the electromagnetic stirrer 22, is made of a material that allows the magnetic lines of force to pass through, for example aluminum. or stainless steel, so that the rotor 21 in the vessel 11
can be driven. A fastening rod 1o is on
attached to the inside of the upper wall of the protective box 25 and the electrodes 13 and 14 v / ground through the

Stab 1o gestützt.Rod 1o supported.

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» t»T

Um das Ausgangspotential (output potential) der lipophilen Ionenelektrode 13 als ein elektrisches Signal, bezogen auf die Zeit der Recheneinheit, aufzugeben, ist in der Einspritzvorrichtung 15 eine Vorrichtung 26 zum Auslösen eines Signals vorgesehen, die ein Auslösesignal für die Bestimmung der Zeit des Anfangs der Anwendung des oben genannten Ausgangspotentials erzeugt. Beispielsweise betätigt nach Beendigung der Einspritzung einer Vesikel enthaltenden Probe ein Vorsprung 28, der an dem beweglichen Stab 27 der Einspritzvorrichtung 15 befestigt ist, einen Mikroschalter 26, der im Gehäuse der Einspritzvorrichtung angebracht ist, um ein Auslösesignal (trigger signal) zu erzeugen. Die Erzeugung des Auslösesignals kann bei Beginn der Einspritzung der Vesikel oder während der Einspritzung erfolgen. Kurz gesagt, dient die Erzeugung des Auslöse- j signals lediglich dazu, die Recheneinheit von der Einspritzung der Vesikel in die Lösung 12 zu informieren.To the output potential (output potential) of the lipophilic Ion electrode 13 as an electrical signal, based on the time of the arithmetic unit, is in the Injection device 15 a device 26 for triggering a signal is provided, which is a trigger signal for the Determination of the time of the beginning of the application of the above output potential generated. For example, actuated after completion of the injection of a vesicle-containing sample a projection 28, which on the movable Rod 27 of the injector 15 is attached to a microswitch 26 in the housing of the injector is attached to generate a trigger signal. The generation of the trigger signal can start at the beginning the injection of the vesicles or during the injection. In short, the generation of the trigger serves j signals only to inform the computing unit of the injection of the vesicles into the solution 12.

Ein Spannungssignal:, das die Potentialdifferenz zwischen der lipophilen Ionenelektrode 13 und der Bezugselektrode 14 anzeigt, wird an einen Impedanzwandler 31 nach BedarfA voltage signal: indicating the potential difference between of the lipophilic ion electrode 13 and the reference electrode 14 is applied to an impedance converter 31 as required

ι jι j

! gegeben und das Spannungssignal, das zwischen den Elektro-' j den 13 und 14 verfügbar ist, wird zu einem Ausgangssignal von geringer Impedanz umgewandelt. Ferner ist es wünschens-! given and the voltage signal between the electrical ' j Figs. 13 and 14 is available is converted to a low impedance output. It is also desirable

' t't

wert, einen Voltmeter 2o vorzusehen, um die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 13 und 14 abzulesen. Es ist vorteilhaft, sich auf die Potentialdifferenz durch alle folgenden Operationen zu beziehen. Von diesem Gesichtspunkt her ist es bevorzugt, daß der Verstärkungsfaktor des Impedanzwandlers 31 1 beträgt. Bei der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, daß das Nullpunktpotential eine geringe Drift (Nullpunktsverschiebung) aufweist und daß der Impedanzwandler 31 einen geringen Rauschpegel (noises) bzw. wenig Störungen aufweist.It is worth providing a voltmeter 2o to read the potential difference between electrodes 13 and 14. It it is advantageous to refer to the potential difference through all of the following operations. From this point of view It is preferred that the gain of the impedance converter 31 is 1. With the present In the invention, it is desirable that the zero point potential has a slight drift (zero point shift) and that the impedance converter 31 has a low noise level (noises) or little interference.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung kommt die Größe des Signals, die man zu erhalten wünscht, aus einerWith the device according to the invention, size comes of the signal that one wishes to receive from a

geringen Veränderung in der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 13 und 14, so daß die Meßgenauigkeit verstärkt wird, wenn nur die Änderung der Potentialdifferenz vergrößert wird. Zu diesem Zweck wird eine geeignete GleichStromspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen zum Ausgangssignal vom Impedanzwandler 31 von einem kleinen Gleichstromgenerator 32 in Übereinstimmung mit der festgestellten Potentialdifferenz zwischen dem Elektrodenpaar erhalten und auf einen Addierer 33 zusammen mit dem Ausgangs signal aus dem Impedanzwandler 31 gegeben, um eine gewisse Spannung im Ausgangssignal aus dem Impedanzwandler, 31 aufzuheben. Das Ausgangssignal (output signal) der Addiervorrichtung 33, von dem eine gewisse Spannung, wie erforderlich, entfernt worden ist, wird dem Recorder 34 übermittelt.small change in the potential difference between the electrodes 13 and 14, so that the measurement accuracy is enhanced if only the change in the potential difference is enlarged. For this purpose, a suitable DC voltage with the opposite sign to the Output from the impedance converter 31 from a small DC generator 32 in accordance with the detected Potential difference obtained between the pair of electrodes and sent to an adder 33 together with the output signal from the impedance converter 31 given to a certain voltage in the output signal from the impedance converter, 31 repeal. The output signal (output signal) of the adder 33, of which a certain voltage, such as required, has been removed, is transmitted to the recorder 34.

Bei der Messung bzw. Bestimmung werden die Vesikel zuerst i in die Suspension 12 ohne lipophile Ionen gegeben und nachdem die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 13 j und 14 einen konstanten Wert erreicht hat, werden die lipo'-philen Ionen zu der Suspension 12 gegeben, wodurch die j Konzentration der lipophilen Ionen in der Vesikelsuspension verändert wird. Alternativ wird, nachdem die Potential- I differenz zwischen den Elektroden 13 und 14, die in die Suspension 12, die sowohl Vesikel als auch lipophile Ionen enthält, getaucht sind, konstant geworden ist, eine Lösung von lipophilen Ionen in einer Konzentration, die von der oben genannten Suspension verschieden ist, zu der Suspension gegeben, um die lipophile Ionenkonzentraticn der Vesikelsuspension zu verändern. Die Geschwindigkeit der Änderung der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 13 und 14 mit der Zeit wird gemessen, nachdem die lipophile Ionenkonzentration abrupt, wie oben beschrie ben, geändert worden ist. Wenn die lipophile Ionenelektrode 13 in die Suspension, die keine lipophilen Ionen enthält, eingetaucht ist, besteht die Möglichkeit, daß die in den Polymerfilm 17 eingeschlossenen lipophilen IonenDuring the measurement or determination, the vesicles are first added to the suspension 12 without lipophilic ions, and then afterwards the potential difference between the electrodes 13j and 14 has reached a constant value, the lipophilic Ions are added to the suspension 12, thereby reducing the concentration of lipophilic ions in the vesicle suspension is changed. Alternatively, after the potential difference between the electrodes 13 and 14, which are in the Suspension 12, which contains both vesicles and lipophilic ions, have been immersed, has become constant, a Solution of lipophilic ions in a concentration different from the suspension mentioned above added to the suspension in order to change the lipophilic ion concentration of the vesicle suspension. The speed the change in the potential difference between the electrodes 13 and 14 with time is measured after the lipophilic ion concentration has been changed abruptly as described above. When the lipophilic ion electrode 13 is immersed in the suspension which does not contain lipophilic ions, there is a possibility that the lipophilic ions entrapped in the polymer film 17

• · i I• · i I

daraus heraustreten und in die Lösung gelangen, wobei eine Änderung des Elektrodenpotentials verursacht wird. Um dies zu vermeiden, wird vorzugsweise die Geschwindigkeit der Veränderungen in der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 13 und 14 mit der Zeit, die von einer Änderung der lipophilen lonenkonzentration der lipophilen Ionenlösung 12, die durch Zugabe von Vesikeln oder einer Vesikelsuspension verursacht worden ist, gemessen.come out of it and get into the solution, causing a change in the electrode potential. To this to avoid is preferred the rate of changes in the potential difference between the electrodes 13 and 14 with the time of a change in lipophilic ion concentration of the lipophilic ion solution 12, which by adding vesicles or a vesicle suspension caused, measured.

Bei der mit der Vorrichtung von Fig. 1 gezeigten Messung wird vorzugsweise die lipophile Ionenlösung 12 bei einer konstanten Geschwindigkeit zu einem solchen Ausmaß gerührt\ daß die Aktivität der Vesikel nicht beeinträchtigt wird, während die Lösung 12 bei einer geeigneten gewünschten Temperatur im Bereich von O bis 1oo°C gehalten wird, die ,15 von den Lebensbedingungen der Vesikel, die zu messen sind,! abgeleitet wird, und die nachfolgenden Operationen durch- ' zuführen, nachdem man sichergestellt hat, daß die Potentiale' der Elektroden 13 und 14 konstant geworden sind. Die Vesikel oder die Vesikelsuspension werden durch die Einspritzvorrichtung 15 in die Lösung 12 eingespritzt. Die Änderungen in den Elektrodenpotentialen, die durch diese Einspritzung verursacht werden, werden aufgezeichnet. Die Potentialänderungsgeschwindigkeit unmittelbar nach der Einspritzung der Vesikelsuspension wird als Index für die Permeabilität der Vesikelmembran für die lipophilen Ionen genommen. Vorzugsweise wird das Verhältnis der Potential- { änderungsgeschwindxgkeit unmittelbar nach der Einspritzung der Vesikel zu dem Ausmaß der Änderungen des Potentials bis das Potential wiederum nach Einspritzung von Vesikeln konstant wird als Index der lipophilen Ionenpermeabilität von Vesikelmembranen verwendet. Zur Berechnung dieses Index1 werden die vom Recorder 34 aufgzeichneten Ergebnisse abgelesen oder man benutzt die Recheneinheit, die später beschrieben wird. Die Differenz zwischen dem Potential vor dem Suspendieren der Vesikel und dem Potential das auf seinen konstanten Wert nach der Einspritzung derIn the embodiment shown with the apparatus of Fig. 1 measurement, the lipophilic ion solution is stirred at a constant speed to such an extent 12 is preferably \ that the activity of the vesicles will not be affected, while the solution 12 at a suitable desired temperature in the range of O to 100 ° C is kept, which, 15 of the living conditions of the vesicles that are to be measured! is derived, and carry out the following operations after making sure that the potentials' of the electrodes 13 and 14 have become constant. The vesicles or the vesicle suspension are injected into the solution 12 through the injection device 15. The changes in the electrode potentials caused by this injection are recorded. The rate of potential change immediately after the injection of the vesicle suspension is taken as an index for the permeability of the vesicle membrane for the lipophilic ions. Preferably, the ratio of the potential change rate immediately after the injection of the vesicles to the extent of the changes in the potential until the potential becomes constant again after the injection of vesicles is used as the index of the lipophilic ion permeability of vesicle membranes. To calculate this index 1 , the results recorded by the recorder 34 are read off or the arithmetic unit which is described later is used. The difference between the potential before the suspension of the vesicle and the potential which is at its constant value after the injection of the

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Vesikel gebrecht ist, wird als Änderung der Elektrodenpotentialdifferer definiert, die jedem speziellen Vesi- ; kel inhärent ist. Dementsprechend kann bei der Bestimmung '. von vielen Proben derselben Art von Vesikeln die Änderung der Elektroaenpotentialdifferenz, die einmal gemessen ist, als Index für die Permeabilität für die anderen Messungen verwendet werden.Vesicle is broken is defined as the change in the electrode potential difference that is common to each particular vesicle; kel is inherent. Accordingly, in determining '. for many samples of the same type of vesicle the change in the electrical potential difference, which is measured once, can be used as an index of the permeability for the other measurements.

Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel gemäss der Erfindung, bei dem die ffombraneigenschaften von Vesikeln von einer Recheneinheit aus den festgestellten Veränderungen des Elektrodenpotentials berechnet wird. In Fig. 2 sind die Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Der Ausgang (output) aus der Addiervorrichtung 33 wird durch einen Gleichstromverstärker 35, wie benötigt, verstärkt und das verstärkte Ausgangssignal wird durch den Recorder 34 aufgezeichnet und zur gleichen Zeit auf einen A-D-Wandler 36 überführt. Der Gleichstromverstärker 35 kann irgendein Gleichstromverstärker sein, so lange er einen solchen Verstärkungsfaktor hat, um ein Ausgangssignal zu ergeben, das dafür geeignet ist, in den A-D-önsetzer 36 eingegeben zu v/erden und so lange er geringe Drift und geringen Rauschpegel aufweist. Die Aufzeichnung mit dem Recorder 34 erlaubt leichtes Erkennen, ob der Rauschpegel und die Drift der gemessenen Potentialdifferenz zwischen den Elektroden und 14 reduziert war oder nicht, d.h. ob der Rauschpegel und die Drift innerhalb der vorbestimmten Grenzen liegt oder nicht. Εε ist auch möglich, als Recheneinheit 37 einen Analogrechner zu benutzen und das festgestellte Elektrodenpotentialsignal als analoges Signal der Recheneinheit zuzuführen, ohne das bestimmte Signal in die Digitalform umzuwandeln. Wenn jedoch hohe Meßgenauigkeit erforderlich ist, wird eine Digitalrecheneinheit verwendetFig. 2 shows another example according to the invention, in which the ffombrane properties of vesicles of a Computing unit is calculated from the determined changes in the electrode potential. In Fig. 2 are the Parts which correspond to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The output from the Adder 33 is amplified by a DC amplifier 35 as needed and the amplified output signal is recorded by the recorder 34 and transferred to an A-D converter 36 at the same time. The DC amplifier 35 can be any DC amplifier so long as it has such a gain to give an output suitable for being input to the A-D converter 36 to ground and as long as it has low drift and low noise levels. Recording with the recorder 34 is permitted easy detection of the noise level and drift of the measured potential difference between the electrodes and 14 was reduced or not, i.e., whether the noise level and the drift is within the predetermined limits or not. Εε is also possible as a computing unit 37 to use an analog computer and the determined To feed the electrode potential signal as an analog signal to the arithmetic unit without the specific signal in the To convert digital form. However, when high measurement accuracy is required, a digital arithmetic unit is used

In diesem Fall wird das analoge Signal aus dem Gleichstrom Verstärker 35 durch den A-D-ansetzer 36 in die Digitalform zur Eingabe in die Recheneinheit 37 über eine Eingangs-/In this case, the analog signal from the DC amplifier 35 is converted into digital form by the A-D converter 36 for input into the arithmetic unit 37 via an input /

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Ausgangs-(input/output)-Kontrollschnittstelle 38 (control interface) umgewandelt. Es ist erwünscht, daß die Auflösung des A-D Wandlers 36 mehr als 8 bits beträgt. Das Ausgangssignal aus deitiA-D-Wandler 36 wird auf den Rechner 37 in regelmässigen Zeitintervallen oder in solchen programmierten Intervallen gegeben, daß das Konverter-Ausgangssignal zuerst in kurzen Zeitintervallen und dann schrittweise in längeren Zeitintervallen geliefert .wird. Das Ausgangssignal aus dem A-D-Kbnverter 36 wird in einem Speicher der Recheneinheit 37 gespeichert.Output (input / output) control interface 38 (control interface) converted. It is desirable that the resolution of the A-D converter 36 is more than 8 bits. The output signal from deitiA-D converter 36 is sent to the computer 37 given at regular time intervals or at programmed intervals such that the converter output signal is delivered first in short time intervals and then gradually in longer time intervals. The output signal from the A-D converter 36 is stored in a memory in the arithmetic unit 37.

Wenn eine hohe Meßgenauigkeit nicht erforderlich ist, kann - wie oben erwähnt - die Recheneinheit 37 eine Analogrecheneinheit sein. Es ist ebenfalls möglich, einen Analogrechner und einen Digitalrechner in Kombination zu | verwenden. Im Falle des Digitalrechners kann ein üblicher Mikrocomputer verwendet werden. Im Falle der Messung des Membranpotentials der Vesikel und/oder des Permeabilitäts-j koeffizienten der Vesike!membran für die lipophilen Ionen durch den Rechner 37/werden die für die Rechenoperation ι nötigen Daten, das sind die Daten mit Ausnahme der elektri; sehen Signale hinsichtlich der Zeit und der festgestellten^ Potentialausgänge von den Elektroden, wie z.B. das j Volumen der Flüssigkeit 12 mit den darin suspendierten Vesikeln, das Gesamtvolumen und die gesamte Oberflächenfläche der in der Flüssigkeit 12 suspendiertenVesikel und/oder die Temperatur der Flüssigkeit 12, über die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 39 dem Rechner 37 eingegeben.If a high measurement accuracy is not required, as mentioned above, the arithmetic unit 37 can be an analog arithmetic unit be. It is also possible to combine an analog computer and a digital computer | use. In the case of the digital computer, an ordinary microcomputer can be used. In the case of measuring the Membrane potential of the vesicles and / or the permeability coefficient of the vesicle! Membrane for the lipophilic ions by the computer 37 / are for the arithmetic operation ι necessary data, that is the data with the exception of the electrical; see signals regarding time and detected ^ Potential outputs from the electrodes, such as the j volume of liquid 12 with those suspended therein Vesicles, the total volume and total surface area of the vesicles suspended in the liquid 12 and / or the temperature of the liquid 12, via the input / output device 39 entered the computer 37.

Wenn eine Prcbe, die Vesikel enthält, durch die Einspritzvorrichtung 15 in das Gefäß 11 eingespritzt wird, können sich die gefundenen Elektrodenpotentiale in gewissen Fällen abrupt ändern, was auf den Effekt zurückzuführen ist, daß die lipophile Ionenkonzentration in der Lösung 12 durch die Flüssigkeit, die in der Probe enthalten ist, verdünnt wird und durch andere Effekte. Beispielsweise können beim Messen der Membraneigenschaften von Erythrozy-When a sample that contains vesicles, through the injector 15 is injected into the vessel 11, the electrode potentials found can be in certain Cases change abruptly, which is due to the effect that the lipophilic ion concentration in the solution 12 is diluted by the liquid contained in the sample and by other effects. For example when measuring the membrane properties of erythrocytes

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• ·• ·

ten beim Einspritzen von Blut in das Gefäß 11 die Elektrodenpotentiale plötzlich für die ersten 1o - 2o Sekunden abfallen und dann graduell aufgrund des Eindringens der lipophilen Ionen in der Flüssigkeit in die Erythrozyten abfallen. Um daher den Einfluss solcher Anfangsveränderungen der Elektrodenpotentiale durch die Vesikeleinspritzung zu verhindern, wird es bevorzugt, die Rechenoperation dann zu beginnen, nachdem die Änderung in der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 13 und 14 nur durch die Permeation der lipophilen Ionen in die Vesikel verursacht ist, nachdem die Vesikel in der Flüssigkeit suspendiert sind, und die Rechenoperation zu einer geeigneten Zeit zu beenden, nachdem sichergestellt ist, daß der Permeabilitätskoeffizient und/oder das Membranpotential auf gewisse Werte konvergieren. Zur Bestimmung des Augen- | | bucks des Starts der Rechenoperation ist das Auslöse-ten the electrode potentials when injecting blood into the vessel 11 suddenly drop for the first 1o - 2o seconds and then gradually due to the penetration of the lipophilic ions in the liquid drop into the erythrocytes. Hence the influence of such initial changes of the electrode potentials due to the vesicle injection, it is preferable to use the arithmetic operation then to start after the change in the potential difference between electrodes 13 and 14 only is caused by the permeation of lipophilic ions into the vesicles after the vesicles are in the liquid are suspended, and terminate the arithmetic operation at an appropriate time after making sure that the permeability coefficient and / or the membrane potential converge to certain values. To determine the eye | | bucks the start of the arithmetic operation is the trigger

signal aus dem Auslösesxgnalerzeuger 26 über die Eingangs-; /Ausgangs-Schnittsteile 38 zum Rechner 37 vorgesehen. jsignal from the trigger signal generator 26 via the input; / Output interface parts 38 to the computer 37 are provided. j

Die aus der DateneingabeZ-ausgabevorrichtung 39 herausgegebenen Daten sind der Permeabilitätskoeffizient, der Vesikelmembran für das lipophile Ion und/oder das Membranpotential der Vesikel. Es ist aber auch möglich, einen Teil der in den Rechner 37 eingegebenen Daten und einen Parameter, der die Adaptierbarkeit der gemessenen Werte zu der Theorie darstellt, herauszugeben. Das Ausgeben der Daten geschieht durch Drucken mit einem Druckapparat oder durch eine Anzeige-Ausgabe mit einem CRT-Sichtanzeiger. Darüber hinaus sind das Volumen der Flüssigkeit 12 mit den darin suspendierten Vesikeln, das Gesamtvolumen und die gesamte Oberflächenfläche der . in die Flüssigkeit gespritzten Vesikel und/oder die Temperatur des Gefäßes 11 durch eine Tasteneingabevorrichtung in den Rechner 37 eingegeben und in ihm in einem Speicher gespeichert. Es ist auch möglich, die verschie- * denen Daten durch sog. Digitalverteiler (digital switches \ zu speichern und sie - wie erforderlich - aus dem RechnerThe data output from the data input / output device 39 are the permeability coefficient, the vesicle membrane for the lipophilic ion and / or the membrane potential of the vesicles. However, it is also possible to output part of the data entered into the computer 37 and a parameter which represents the adaptability of the measured values to the theory. The data are output by printing with a printing apparatus or by display output with a CRT display. In addition, the volume of the liquid 12 with the vesicles suspended therein, the total volume and the total surface area of the. vesicles injected into the liquid and / or the temperature of the vessel 11 are entered into the computer 37 by a key input device and stored in it in a memory. It is also possible that different * which store data by so-called Digital distribution (digital switches \ and -. As required - from the computer

909840/0881909840/0881

1ο1ο

1515th

2ο2ο

-21-- 21 -

37 abzulesen oder einen Teil der Daten durch Tasten zu speichern und den anderev.Teil durch Digitalverteiler.37 to read off or to save part of the data by keys and the other part by digital distributor.

Nachstehend wird eine Beschreibung eines Beispiels einer Rechenoperation gegeben, die mit dem Rechner 37 im Falle einer Messung von hoher Genauigkeit durchgeführt wird. In diesem Beispiel ist der Permeabilitätskoeffizient P der Vesikelmembran für das lipophile Ion und das Membranpotential ψ der Vesikel auf der Basis der folgendenA description will now be given of an example of an arithmetic operation performed by the calculator 37 in the case of high accuracy measurement. In this example, the permeability coefficient P of the vesicle membrane for the lipophilic ion and the membrane potential ψ of the vesicles are based on the following

T m T m

Gleichungen berechnet:Calculated equations:

ρ —ρ -

( 1 + ξ ) e a + ( 1 + ζ - V ) b(1 + ξ ) e a + (1 + ζ - V ) b

ζ ( b ζ (b

ea) Λe a ) Λ

( V - 1 ) b - e ζ ( b + ea )( V - 1) b - e ζ (b + e a )

(D(D

(2)(2)

darin sind R eine Gaskonstante, F die Faraday'sehe Konstante, Z die Zahl der Ladungen des lipophilen Ions, T die absolute Temperatur der Flüssigkeit 12, in der die Vesikel suspendiert sind, e ist die Basiseines natürlichen Logarithmus, In ist eine Rechengröße oder ein Operand des natürlichen Logarithmus und ξί$η und ζ sind die Größen, die durch die folgenden Gleichungen definiert werdenwhere R is a gas constant, F is Faraday's constant, Z is the number of charges of the lipophilic ion, T is the absolute temperature of the liquid 12 in which the vesicles are suspended, e is the base of a natural logarithm, In is an arithmetic variable or a Natural log operand and ξ ί $ η and ζ are the quantities defined by the following equations

η= e χ ρ η = e χ ρ

(3)(3)

7 F* 7 F *

(4)(4)

(5)(5)

worin V das Volumen von nur der Flüssigkeit 12, das ist das gesamte Volumen der Vesikel, d.h. die Summe der Volumen der Vesikel, V ist abgezogen von dem gesamten VoIumen der Vesikelsuspension, A ist die gesamte Oberflächen-where V is the volume of only the liquid 12, that is the total volume of the vesicles, i.e. the sum of the volumes of the vesicles, V is subtracted from the total volume of the vesicle suspension , A is the total surface area

909840/0881909840/0881

fläche der Vesikel, d.h. die Summe der Oberflächenflächen der Vesikel, E(O) ist das Elektrodenpotential, das der lipophilen Ionenkonzentration in der Flüssigkeit 12 unmittelbar nachdem die Vesikel darin suspendiert sind, aber bevor die lipophilen Ionen in die Vesikel eingedrungen sind, entsprich^ und E(t_) ist das Elektrodenpotential im Zeitpunkt t_ des Anfangs der Rechenoperation, das - wie gewünscht - bestimmt werden kann.area of the vesicles, i.e. the sum of the surface areas of the vesicles, E (O) is the electrode potential that the lipophilic ion concentration in the liquid 12 immediately after the vesicles are suspended therein, but before the lipophilic ions have penetrated the vesicles, ^ and E (t_) is the electrode potential at time t_ of the start of the arithmetic operation, which - as desired - can be determined.

a und b sind die am meisten wahrscheinlichen Werte für die Koeffizienten a und b, basierend auf der Anne Ims. daß y(t),durch-SLe folgende Gleichung (6) definiert,durch eine gerade Linie ausgedrückt wird, die durch die folgende Gleichung (T) dargestellt wird.a and b are the most likely values for the coefficients a and b based on the Anne Ims. that y (t) defined by Equation (6) below-SLe is expressed by a straight line represented by Equation (T) below.

y Ct)= I, n{ -—expy Ct) = I, n {-exp

-^1(E(I)-Ei- ^ 1 (E (I) -Ei

U -U -

(6)(6)

Diese εί und t> können z.B. durch die Methode der kleinsten Quadrate bestimmt werden. Da y(t) aus dem Elektrodenpotential E(t) in einem willkürlichen Moment t gemäss der Gleichung (6) berechnet wird, wenn die Werte von y(t) an denMomenten t_, t.., t„ ..... t r falls das Ausgangssignal aus dem A-D-Umsätzer 36 in den Rechner 37 gegebenThese εί and t> can be determined, for example, using the least squares method. Since y (t) is calculated from the electrode potential E (t) at an arbitrary moment t according to equation (6), if the values of y (t) at the moments t_, t .., t "..... t r if the output signal from the AD converter 36 is fed into the computer 37

werden, durch y_, y1, y2, y repräsentiert werden,be represented by y_, y 1 , y 2 , y,

werden "a und Id nach den folgenden Gleichungen berechnet:"a and Id are calculated according to the following equations:

( «-j - t0 - τ ) C y. - y )(«-J - t 0 - τ) C y. - y)

(8)(8th)

Σ'Σ '

- t -Tl2 - t -Tl 2

Λ Λ

V = y - bTV = y - bT

(9)(9)

90 9840/068190 9840/0681

t.rt.r

* '-ti * '-ti

• <• <

worinwherein

" 1D ' ClO)" 1 D 'ClO)

—__1 "-__1 "

η + 1 ί-l y j Z11 \η + 1 ί-ly j Z 11 \

Als nächstes wird eine Beschreibung des Prozesses gegeben, in dem die Gleichungen (1) und (2) abgeleitet werden. Der Durchfluss 0(t) der lipophilen Ionen, die durch die Vesikelmenibran fließen, wird, wenn die lipophile lonenkonzentration in den Vesikeln mit einem Potential ψη auf der Innenseite der Vesikelmembran zu einem gegebenen Zeitpunkt t C (t) ist und die lipophile Ionenkonzentration in der Flüssigkeit 12 bei einem gegebenen Zeitpunkt t jNext, a description will be given of the process in which equations (1) and (2) are derived. The flow rate 0 (t) of the lipophilic ions flowing through the vesicle menibran is when the lipophilic ion concentration in the vesicles with a potential ψ η on the inside of the vesicle membrane at a given point in time is t C (t) and the lipophilic ion concentration in of the liquid 12 at a given time tj

ι !ι!

C (t) ist, durch die folgende Gleichung erhalten: jC (t) is obtained by the following equation: j

PZF^m C ' Ct)-C11Ct)CXp (ZFfci/BT) RT ' 1 - exp (ZFiPm/RT ) PZF ^ m C 'Ct) -C 11 Ct) CXp (ZFfci / BT) RT' 1 - exp (ZFiPm / RT)

Für die Ableitung der Gleichung (12) wird auf die Literatur ; verwiesen, z.B. J.R. Sacks et al in Transport through Red ; | Cell Membranes, "The Red Blood Cell" Herausg. D.M. Surgenor,| 2. Ausg., Bd. 2, S. 613 - 7o3, Academic Press, 1975. Was durch die Vorrichtung von Fig. 2 gemessen wird, ist die lipophile Ionenkonzentration C (t) in der Flüssigkeit 12 und die folgende Beziehung existiert zwischen der. Konzentration C (t) und dem Durchfluss 0(t):For the derivation of equation (12), reference is made to the literature ; referenced, e.g., JR Sacks et al in Transport through Red; | Cell Membranes, "The Red Blood Cell" Ed. DM Surgenor, | 2nd Ed., Vol. 2, pp. 613-703, Academic Press, 1975. What is measured by the apparatus of Fig. 2 is the lipophilic ion concentration C (t) in the liquid 12 and the following relationship exists between the . Concentration C (t) and the flow rate 0 (t):

Jj-C1Ct) = - -^UJ - C13)Jj-C 1 Ct) = - - ^ UJ - C 13 )

dt V1 dt V 1

und die folgende Beziehung liegt zwischen den Konzentrationen C1Ct) und C11Ct) vor:and the following relationship exists between the concentrations C 1 Ct) and C 11 Ct):

C1O)V1 + C11O)V = constant = CJ-(o)VJ- (lk) C 1 O) V 1 + C 11 O) V = constant = C J - (o) V J - (lk)

1 ■ · 1 ■ ·

-24--24-

worin C (0) die lipophile lonenkonzentration in der Flüssigkeit 12 vor der Suspendierung der Vesikel darin ist. In der folgenden Analyse wird angenommen, daß der Augenblick, in dem die Vesikel in der Flüssigkeit 12 suspendiert werden, der Augenblick 0 ist. Wenn man den Durchfluss 0 und die Konzentration C (t) aus den Gleichungen (12), (13) und (14) eliminiert, folgt, daßwhere C (0) is the lipophilic ion concentration in the liquid 12 prior to the suspension of the vesicles therein. In The following analysis assumes that the moment the vesicles are suspended in the liquid 12, the moment is 0. Taking the flow rate 0 and the concentration C (t) from equations (12), (13) and (14) eliminated, it follows that

dCdC

{Vj +V11 exp ( -ZFfra/KT)}c! -{V j + V 11 exp (-ZFfra / KT)} c ! -

PZF^m A d tPZF ^ m A d t

RTV1 V U{ exp (-ZF'/m/RT ) - 1 }RTV 1 V U {exp (-ZF '/ m / RT) - 1}

(15)(15)

Wenn man die Gleichung (15 J durch Integrieren von dem Augen-! blick to bis t ändert, wird die folgende Gleichung erhalten:If one changes the equation (15 J by integrating from the moment t o to t, the following equation is obtained:

1 + j-exp ( -ZFfm/BT ) 1 + j-exp (-ZFfm / BT)

C1 (t) -C1CO)C 1 (t) -C 1 CO)

VII ] V II]

1 +—j-exp (-ZFfm/RT) l· C ' (tQ ) - C ' C □ )1 + —j-exp (-ZFfm / RT) l · C '(t Q ) - C' C □)

IIII

__ 1111

r exp ( -ZFWm /RT )r exp ( -ZFWm / RT)

V 'V '

exp C -ZF'^m/RT ) - 1exp C -ZF '^ m / RT) - 1

Durch Einführung des folgenden ParametersBy introducing the following parameter

exp ( -ZF^m/RT ) ΞΞ X exp (-ZF ^ m / RT) ΞΞ X

und Einsetzen der Gleichungen (3), (5) und (17) in die Gleichung (16) wird die folgende Gleichung erhalten:and substituting equations (3), (5) and (17) into equation (16), the following equation is obtained:

x-ix-i

(18)(18)

» ■ » ι ι ι»■» ι ι ι

-25--25-

Es wurde durch tatsächliche Messungen ermittelt, daß das Potential E der lipophilen Ionenelektrode 13, die in die lipophile Lösung 12 mit der Konzentration C getaucht ist, durch die folgende Beziehung gegeben istIt has been found through actual measurements that the potential E of the lipophilic ion electrode 13 inserted into the lipophilic solution 12 with concentration C is immersed, is given by the following relationship

RTRT

(19)(19)

in der der Konzentrationsbereich, in dem sich die Konzentrationen C befinden, zwischen 5 χ 1o M und 1 χ 1o M liegt. eine Konstante, die der Elektrode 13 inhärent ist.in which the concentration range in which the concentrations C are located between 5 χ 1o M and 1 χ 1o M. a constant inherent in the electrode 13.

Wenn E(O), E(tn) und E(t) die Elektrodenpotentiale dar-If E (O), E (t n ) and E (t) represent the electrode potentials

I !stellen, die den lipophilen Ionenkonzentrationen C (O), C (t ) und C (t) in der Vesikelsuspension 12 in den Augenblicken O, tQ und t entsprechen, wird die Gleichung (18)> wie folgt:I! Which correspond to the lipophilic ion concentrations C (O), C (t) and C (t) in the vesicle suspension 12 in the moments O, t Q and t, the equation (18)> becomes as follows:

(l+fX)-exp(ZFE(t )/RT ) - exp ( Z F E ( 0 )/R T ) '(l+£x)-exp CZ FE(to)/ft T)-exp (ZFE(O 3/ET) (l + fX) -exp (ZFE (t) / RT) - exp (ZFE (0) / R T ) '(l + £ x) -exp CZ FE (t o ) / ft T) -exp (ZFE (O 3 / ET)

-) (t-tn)-) (tt n )

(20)(20)

Wenn man dieGleichung durch Differenzieren ihrer beiden Seiten mit Bezug auf die Zeit ändert und die Gleichung (4) in die Gleichung (2o) einsetzt, wird die folgende Gleichung erhalten:If you can find the equation by differentiating its two Pages with respect to time changes and substituting equation (4) into equation (2o) becomes the following equation obtain:

r ZF dE(t)
■In C--
r ZF dE (t)
■ In C--

<fx<fx

(t-t0)(tt 0 )

(2X)(2X)

Die linke Seite der Gleichung (21) stimmt überein mit y(t) der Gleichung (6). Wenn man weiterhin die entsprechenden Ausdrücke auf der rechten Seite der Gleichung (21) wie folgt sein lässt:The left side of equation (21) agrees with y (t) of equation (6). If you continue to use the appropriate Expressions on the right hand side of equation (21) can be as follows:

I ·I ·

(22)(22)

(23)(23)

kann die Gleichung (21) als eine lineare Gleichung, wie z.B. die Gleichung (7) betrachtet werden. Die linke Seite y(t) der Gleichung (7) ist eine Größe, die aus dem Elektrodenpotentxal E(t) in einem gegebenen Augenblick t in Übereinstimmung mit der Gleichung (6) berechnet wird, so daß, wenn die Methode der kleinsten Quadrate auf die Gleichung (7) angewendet wird, die allerwahrscheinlichsten Werte ä und ΐ>For example, equation (21) can be regarded as a linear equation such as equation (7). The left side y (t) of the equation (7) is a quantity obtained from the electrode potential E (t) at a given instant t in accordance is calculated with equation (6) so that when the least squares method is applied to equation (7) is applied, the most likely values ä and ΐ>

to der Koeffizienten a und b mit den Gleichungen (8) und (9) erhalten werden können. Wenn darüber hinaus die Gleichungen (22) und (23) zusammengefasst werden und gelöst werden im Zusammenhang mit P und X und wenn man von der Relation der Gleichung (17) Gebrauch macht, können P und <J/m als Funktionen von a und b erhalten werden, so daß, wenn die am meisten wahrscheinlichen Werte er und b - erhalten wie oben I erwähnt - in sie eingesetzt werden, der Permeabilitätskoeffizient und das Membranpotential als die am wahrscheinlichsten Werte erhalten werden, wie durch die Gleichungen (1) und jto of the coefficients a and b can be obtained with the equations (8) and (9). In addition, if equations (22) and (23) are combined and solved in connection with P and X, and if the relation of equation (17) is used, P and <J / m can be functions of a and b are obtained so that when the most likely values er and b - obtained as I mentioned above - are substituted into them, the permeability coefficient and the membrane potential are obtained as the most likely values as given by equations (1) and j

(2) ausgedrückt.(2) expressed.

E(O) ist, wie bereits definiert, das Elektrodenpotentxal, das der lipophilen Ionenkonzentration in der Flüssigkeit 12 in dem Zustand entspricht, in dem die lipophilen Ionen noch nicht in die Vesikel eingedrungen oder inkorporiert worden sind unmittelbar nachdem die Vesikel in der Flüssigkeit 12 suspendiert werden.Um dieses Potential E(O) genau zu erhalten, wird die folgende Korrektur für das Elektrodenpotentxal ,gemacht, bevor die Vesikel in der Flüssigkeit 12 suspendiert werden.Es ist die Korrektur für dxt Veränderung des Elektrodenpotentials, die durch den Effekt der Verdünnung der lipophilen Ionenkonzentration in der Vesikelsuspension 12 durch die Flüssigkeit verursacht wird, die in der Probe ent-As already defined, E (O) is the electrode potential corresponding to the lipophilic ion concentration in the liquid 12 in the state in which the lipophilic ions have not yet penetrated or incorporated into the vesicles immediately after the vesicles are suspended in the liquid 12 In order to obtain this potential E (O) precisely, the following correction for the electrode potential is made before the vesicles are suspended in the liquid 12. It is the correction for dxt change in the electrode potential caused by the effect of the dilution of the lipophilic ion concentration in the vesicle suspension 12 through the Flüssigke it ver for proper t is the s in the sample t-

~~ 1~~ 1

« « ·ι · ι ί ■■·■ ·'«« · Ι · ι ί ■■ · ■ · '

halten ist, die aus derEinspritzvorrichtung 15 injiziert wird und der Effekt der Adsorption von lipophilen Ionen an die Vesikelmembranen. Um eine solche Korrektur zu machen, wird der Adsorptionseffekt geschützt, indem man eine Probe verwendet, die mit der identisch ist, die in der '!Einspritzvorrichtung 15 enthalten ist und in der alle darin enthaltenen Vesikel geplatzt sind. Der Verdünnungseffekt wird durch Messen der Menge der Flüssigkeit, die in der Probe enthalten ist, bestimmt. Wenn jedoch keine so hohe Genauigkeit erforderlich ist, kann der Zweck der Messung ausreichend! erreicht werden, selbst wenn man als E(O) das Elektrodenpotential in dem Augenblick benutzt, in dem das Elektrodenpotential anfängt, sich wegen der Permeation der lipophilenthat is injected from the injector 15 and the effect of adsorbing lipophilic ions is maintained the vesicle membranes. To make such a correction the adsorption effect is protected by using a sample identical to the one in the '! injector 15 is contained and in which all vesicles contained therein have burst. The dilution effect will determined by measuring the amount of liquid contained in the sample. But if not so high accuracy is required, the purpose of the measurement may be sufficient! can be achieved even if E (O) is the electrode potential used at the moment when the electrode potential begins to change because of the permeation of the lipophilic

■ Ionen in die Vesikel zu ändern.■ change ions in the vesicle.

| 15 Das vorstehend aufgeführte Beispiel einer Rechenoperation ' fs j ist aus der Gleichung (12) entwickelt. Man kann auch in j f j Betracht ziehen, dass als Ergebnis von v/eiteren Studien , f j der Transportphänomena von Biomembranen eine Gleichung, ; j die den Durchfluss darstellt und weiter aus der Gleichung j ! 2o (12) entwickelt wird, abgeleitet werden kann, in Anerkennung j des strukturellen Unterschieds unter den Vesikeln, jedoch ; ; ist es überflüssig .zu sagen, daß auch in einem solchen I % Fall der Zweck durch geeignete Änderung dor vorstehend beschriebenen Rechenoperation erreicht werden kann.| 15 The above example of arithmetic operation 'fs j is developed from equation (12). One can also consider in jf j that, as a result of further studies, fj of the transport phenomenon of biomembranes, an equation,; j which represents the flow and further from the equation j! 2o (12) can be derived, recognizing j the structural difference among the vesicles, however; ; it is unnecessary .to say that can be achieved even in such a case, the purpose% I by appropriate modification arithmetic operation described above dor.

Mit Bezug auf die Fig. 3 wird eine kurze Beschreibung eines Beispiels eines Programms für die aktuelle Berechnung des Permeabilitätskoeffizienten P der Vesikelmembranen für die lipophilen Ionen und/oder des Membra^npotentials ψη der Vesikel gegeben. Das Programm ist ungefähr in die folgenden 12 Teile eingeteilt. In Teil 1 von IHLg. 3 werden die für diWith reference to FIG. 3, a brief description is given of an example of a program for the actual calculation of the permeability coefficient P of the vesicle membranes for the lipophilic ions and / or the membrane potential ψ η of the vesicles. The program is roughly divided into the following 12 parts. In part 1 of IHLg. 3 will be the for di

vorrichtung 39 abgelesen und ξ und C werden durch diedevice 39 read and ξ and C are through the

Rechenoperation benötigten Daten aus der Eingabe/AusgabeGleichungen (3) und (4) berechnet und die aufzuzeichnenden Daten werden mit der Eingabe/Ausgabevorrxchtung 39 aufge-ν zeichnet. Die einzugebenden Daten sind die Zahl der Ladungen & Arithmetic operation required is calculated from the input / output equations (3) and (4), and the data to be recorded are recorded with the input / output device 39. The data to be entered are the number of loads &

J «X-J «X-

-28--28-

Z des lipophilen Ions, die absolute Temperatur T der Flüssigkeit 12 mit den suspendierten Vesikeln, das VolumenZ of the lipophilic ion, the absolute temperature T of Liquid 12 with the suspended vesicles, the volume

I III II

V nur der Flüssigkeit 12, das Gesamtvolumen V und die Gesamtoberflächenflache A der Vesikel in der Probe, eine Größe, die durch Meßbedingungen bestimmt wird, wie z.B. eine aufgehobene Spannung, die durch den kleinen Spannungsgenerator 32 erzeugt wird usw. und die künstlichen Parameter, die für die Durchführung des Programms von Teil 2 und folgende nötig sind, wie z.B. ein Zeitintervall Δt. von darcEinspritzung der Probe bis zum Start der Eingabe des| vom A-D-ümsetzer 36 abgegebenenVin den Rechner 37, und wenn nachfolgende Eingaben bei regelmässigen Zeitintervallen erfolgen, das Zeitintervall ^t2 u;id der Zeitpunkt t des Beginns der Rechenoperation. Jedoch können diejenigen] der vorstehend genannten Daten, die fixiert verwendet werden können, wie z.B. die Zahl der Ladungen Z des lipophilen Ions und die künstlichen Parameter, vorzugsweise zusammen mit der Gaskonstanten R und der Faraday'sehen | Konstanten F im Rechner 37 vorgespeichert werden. Weiterhin wird im Zusammenhang mit denjenigen vorstehend genannten Daten, deren Werte aus gemessenen Werten leicht nach anderen Möglichkeiten erhalten werden können, wie z.B. das Gesamtvolumen V und die Gesamtoberflächenfläche A der Vesikel in der einzuspritzenden Probe, es bevorzugt, die Verfahren ihrer Rechenoperationen zu programmieren und sie in Teil 1 einzubringen und die Werte der gewünschten Daten zu. erhalten, indem man direkt gemessene Werte eingibt, z.B. das Volumen der einzuspritzenden Probe, das Verhältnis des Volumens der Vesikel zu dem der Probe, und die Zahl der Vesikel in der Probe. Die Daten, die aufzuzeichnen gewünscht werden,sind die Messungsbedingunger wie z.B. die Temperatur der Flüssigkeit, um darin die Vesikel zu suspendieren usw. und die vorstehend genannten künstlichen Parameter.V of the liquid 12 only, the total volume V and the total surface area A of the vesicles in the sample, a size determined by measurement conditions such as a canceled voltage generated by the small voltage generator 32, etc. and the artificial parameters that are necessary for the execution of the program of part 2 and following, such as a time interval Δt. from the injection of the sample to the start of entering the | output by the AD converter 36 into the computer 37, and if subsequent inputs are made at regular time intervals, the time interval ^ t 2 u; id the time t at the start of the arithmetic operation. However, those of the above data which can be used fixedly, such as the number of charges Z of the lipophilic ion and the artificial parameters, can preferably be seen together with the gas constant R and Faraday's | Constants F are pre-stored in the computer 37. Furthermore, in connection with those data mentioned above, the values of which can easily be obtained from measured values in other ways, such as the total volume V and the total surface area A of the vesicles in the sample to be injected, it is preferred to program the methods of their arithmetic operations and them to be included in Part 1 and the values of the desired data. obtained by entering directly measured values, e.g. the volume of the sample to be injected, the ratio of the volume of the vesicles to that of the sample, and the number of vesicles in the sample. The data to be recorded are the measurement conditions such as the temperature of the liquid to suspend the vesicles therein, etc. and the above-mentioned artificial parameters.

ijEine Probe wird durch die Einspritzvorrichtung 15 in das !Gefäß 11 eingespritzt und zur gleichen Zeit wird einijA sample is injected into the ! Vessel 11 is injected and at the same time a

■ I till■ I till

-29--29-

Zeitschalter im Rechner 37 gestartet und zu einem Zeitpunkt nach einem geeigneten Zeitintervall £t*, das durch die Eingabedaten von Teil 1 bestimmt wird, wird die Ausgabe aus dem A-D-Umsetzer 36 als VAL(O) in den Rechner in Teil 2 gegeben. O ist immer in dem Hauptdatenfeld ARG(O) eine Anordnung zum Speichern der Werte der verschie denen Momente gespeichert.Timer started in the computer 37 and at a point in time after a suitable time interval £ t * , which is determined by the input data of part 1, the output from the AD converter 36 is given as VAL (O) in the computer in part 2. O is always an arrangement for storing the values of the various moments in the main data field ARG (O).

Nach Ablauf des Zeitintervalls ^t3, der durch das in den Teil 1 eingegebene Verfahren bestimmt ist, wird die Abgabe vom A-D-Umsetzer 36 in den Rechner 37 aufgenommen und dann, nach Ablauf des Zeitintervalls Δ t2, wird die Abgabe aus dem A-D-ümsetzer 36 wiederum auf den Rechner 37 gegeben. Diese Werte werden nacheinander als VAL(D und VAL(2) in einem Speicher des Rechners 37 gespeichert und zur gleichen Zeit werden die Momente oder Zeitpunkt ihrer Speicherung als ARG(I) und ARG(2) gespeichert. Nach dem Speichern von VAL(2) geht die Operation zum Teil 4 über und es wird ein Differenzialkoeffizient durch die Vorwärts-Differential-Methode in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung erhalten:After the time interval ^ t 3 , which is determined by the method entered in Part 1, the output from the AD converter 36 is recorded in the computer 37 and then, after the time interval Δ t 2 , the output from the AD -Ümsetzer 36 in turn given to the computer 37. These values are successively stored as VAL (D and VAL (2)) in a memory of the computer 37 and at the same time the moments or times of their storage are stored as ARG (I) and ARG (2). After VAL (2 ) the operation goes to part 4, and a differential coefficient is obtained by the forward differential method in accordance with the following equation:

-f 1) - VALf i)-f 1) - VALf i)

ARG(iARG (i

- ARG(i)- ARG (i)

in der i = 0, 1, 2, ... Der erhaltene Wert wird als DER(i) in einem Speicher gespeichert. Bis die Rechenoperation, die in Teil 1 als Startmoment tQ bezeichnet worden ist, erreicht wird, wird es wiederholt, daß die Abgabe vom A-D-Umsetzer 36 gespeichert wird, um seine Werte VAL(i) und das Moment ARG(i) im Teil 3 beim Zeitintervall Δ t2 zu speichern und daß der Differentialkoeffizient in Teil 4 erhalten wird.in which i = 0, 1, 2, ... The obtained value is stored as DER (i) in a memory. Until the arithmetic operation referred to in part 1 as the starting moment t Q is reached, it is repeated that the output from the AD converter 36 is stored in order to store its values VAL (i) and the moment ARG (i) in part 3 at the time interval Δ t 2 and that the differential coefficient in part 4 is obtained.

Wenn das Rechenoperations-Startmoment tQ/ das in Teil 1 bestimmt ist, so erreicht worden ist, wird die Abgabe vom A-D-Umsetzer zu dieser Zeit als E(tQ) in Teil 5 gespeichertWhen the arithmetic operation start moment t Q / determined in part 1 has thus been reached, the output from the AD converter at that time is stored as E (t Q ) in part 5

909840/0681909840/0681

-3o--3o-

und y\ wird gemäss der Gleichung (4) berechnet. Nach dem
Ablauf der Zeit Δ t~ wird die Abgabe des A-D-Umsetzers 36 in Teil 3 gespeichert und die Rechenoperation für den
Differentialkoeffizienten wird im Teil 5 durchgeführt.
Bis eine Zeit kÄt,(k ist eine ganze Zahl, die größer als
die Einheit ist) nach dem Moment t_ vorbeigegangen ist,
werden die Teile 3 und 4 wiederholt and nach dem Ablauf
der Zeit 2k A t~ werden die Differentxalkoeffizienren, die in der Zeit 2k/l t~ erhalten worden sind, im Teil 6 ge- ,' mittelt. Die Zahl von Differentialkoeffizienten, die j addiert werden, um den Mittelwert zu berechnen, ist ι 2k + 1, wobei k im Rechner 37 vorgespeichert oder in ί Teil 1 eingegeben ist. Im Zeitpunkt oder Moment t + k/i t~ I wird der Wert des Differentialkoeffizienten erhalten, der j so unter Berücksichtigung der Werte der vorhergehenden und ί folgenden Differentialkoeffizienten gemittelt worden ist, ! d.h. daß die Verschiebung des gemittelten Werts des Diffe- '■■ rentialkoeffizienten festgelegt ist und dieser Wert des j Differentialkoeffizienten wird als AVDER(i) gespeichert.
Das bedeutet, daß, wenn in angenommen wird als eine mini
and y \ is calculated according to equation (4). After this
Expiry of the time Δ t ~ , the output of the AD converter 36 is stored in part 3 and the arithmetic operation for the
Differential coefficients is carried out in part 5.
Until a time Kaet (k is an integer which is greater than
the unit is) after the moment t_ has passed,
parts 3 and 4 are repeated and after the expiration
have been time 2k A t ~ be the Differentxalkoeffizienren that / l in time receive 2k ~, Ge in the part 6 'averages. The number of differential coefficients which j are added to calculate the mean value is ι 2k + 1, where k is pre-stored in the computer 37 or entered in ί part 1. At the point in time or moment t + k / it ~ I, the value of the differential coefficient is obtained, which j has been averaged taking into account the values of the previous and ί following differential coefficients,! that is, the shift of the averaged value of the differential '■■ rentialkoeffizienten is set and this value j of the differential coefficient is stored as AVDER (i).
This means that if i n is taken to be a mini

male ganze Zahl, die größer ist als·times an integer that is greater than

- °-4t - ° -4t

Ό tiΌ t i

der Mittelthe means

wert oder Durchschnittswert wie folgt istvalue or average value is as follows

i+ki + k

AVDER(i) =AVDER (i) =

2k+1 i = i-:2k + 1 i = i-:

DER(j)The J)

i = 1Q+1' 1O+2'i = 1 Q +1 ' 1 O +2 '

bezüglich dessen, daß der Wert i größer ist als iQ. In
dieser Weise wird der Mittelwert des Differentialkoeffizien ten beim Zeitintervall Δ to erhalten.
with respect to the fact that the value i is greater than i Q. In
in this way, the mean value of the Differentialkoeffizien at the time interval Δ t o is obtained.

In Teil 7 wird die linke Seite y(t) dar linearen Gleichung
(7) aus dem gespeicherten VAL(i) und dem berechneten
In part 7, the left hand side y (t) of the linear equation becomes
(7) from the stored VAL (i) and the calculated one

9 0 98 4 0/06819 0 98 4 0/0681

• is· t• is

( ' ' | ι ' ι I 1 ι ι ι ι ι ( '' | ι 'ι I 1 ι ι ι ι ι

-31--31-

AVDER(i) gemäss der Gleichung (6) berechnet und das Ergebnis der Rechnung als Y(I) gespeichert. Das bedeutetAVDER (i) is calculated according to equation (6) and the result the invoice is saved as Y (I). That means

Y(O=I^(VAL CO-VAL(In)^nC "U-AVDE R (O] !Y (O = I ^ (VAL CO-VAL (I n ) ^ nC "U-AVDE R (O]!

λ ι u R T ιλ ι u RT ι

in der i = iQ + 1, iQ + 2, .... Vorbereitungen werden ge- '. 5 troffen, um die Methode der kleinsten Quadrate in Teil 8 \ in which i = i Q + 1, i Q + 2, .... preparations are being made . 5 dripped to the method of least squares in Part 8 \

anzuwenden, d.h. jto apply, i.e. j

, DATAX(x) = ARG(I0 + i) - ARG(iQ + l), DATAX (x) = ARG (I 0 + i) - ARG (i Q + l)

DATAY(x) = y(±0 + i)DATAY (x) = y (± 0 + i)

i —i -

ι worin 1=1,2,...,ι where 1 = 1,2, ...,

! -J0 In Teil ^9 werden die höchstwahrscheinlichsten Werte a(i) j und b(i) bis dahin durch die Methode der kleinsten Quadrate j erhalten, wobei die lineare Gleichung y(t) = a + b(t - tQ) ; auf die Funktion y(t) angewandt wird. Das bedeutet, daß j a(i) und b (i) gemäss den Gleichungen (8) und (9) erhalten! -J 0 In part ^ 9 the most likely values a (i) j and b (i) until then are obtained by the least squares method j, where the linear equation y (t) = a + b (t - t Q ) ; is applied to the function y (t). This means that yes (i) and b (i) are obtained according to equations (8) and (9)

ι -g werden und sein Programm ist in FORTRAN wie folgt: DIMENSION DATAX(300), DATAY(3OO) SUMX = 0
SUMY = 0
N = O
ι -g and its program in FORTRAN is as follows: DIMENSION DATAX (300), DATAY (3OO) SUMX = 0
SUMY = 0
N = O

2o SUMXX = 02o SUMXX = 0

SUMXY = 0SUMXY = 0

Dcis obige Programm wird an den Anfang des Gesamtprogramms gestellt und das folgende Programm wird nach der jeweiligen Speicherung der neuen Daten in DATAX (i) und DATAY(i) 25 durchgeführt.The above program is at the beginning of the overall program and the following program is started after the new data have been saved in DATAX (i) and DATAY (i) 25 carried out.

"9WBTOYXrBST"9WBTOYXrBST

• I Il• I Il

• 'I I• 'I I

• · Il• · Il

SUMX = SlMX + DATAX(I)SUMX = SlMX + DATAX (I)

SUMY ζ= SUMY + DATAY(i)SUMY ζ = SUMY + DATAY (i)

N = N + 1N = N + 1

AN = NAN = N

XM = SUMX/ANXM = SUMX / AN

YM = SUMY/ANYM = SUMY / AN

SUMX = SUMXX + DATAX(I )**2 SUMXY = SUMXY + DATAX(I)*DATAY(I) β = (SUiIXY - SUMX*aUMY/AN)/(SUMXX A = YM - B*XMSUMX = SUMXX + DATAX (I) ** 2 SUMXY = SUMXY + DATAX (I) * DATAY (I) β = (SUiIXY - SUMX * aUMY / AN) / (SUMXX A = YM - B * XM

- SUMX**2/AN)- SUMX ** 2 / AN)

Mit dem -obigen Programm werden die wahrscheinlichsten Werte a(i) und la (i) des Koeffizienten bei diesem Moment erhalten.Using the above program will be the most likely Values a (i) and la (i) of the coefficient at this moment obtain.

Um die Adaptierbarkeit der gemessenen Werte auf die TheorieAbout the adaptability of the measured values to the theory

in Teil 1o zu prüfen, werden der Korrelationskoeffizient zwischen dem gemessenen Wert von y(t), d.h. DATAY(i) und der geschätzte Werjb, YHAT(i) = £ + £ * DATAx(i) von y(t) erhalten. Dieses"Fxogramm, angegeben in FORTRAN ist wie folgt:To check in part 10, the correlation coefficient between the measured value of y (t), ie DATAY (i) and the estimated Werjb, YHAT (i) = £ + £ * DATAx (i) are obtained from y (t). This "FXogram" given in FORTRAN is as follows:

DIMENSION ΥΗΑΤ(3Οθ) = 0DIMENSION ΥΗΑΤ (3Οθ) = 0

SUMYY = 0
SUMYZ = 0
SUMZZ = 0
SUMYY = 0
SUMYZ = 0
SUMZZ = 0

Das obige Programm wird an den Anfang des Gesamtprogramms gestellt und das folgende Programm wird nach jeweiliger Speicherung der neuen Daten in DATAX(i) und DATAY(i) durchgeführt:The above program is placed at the beginning of the overall program and the following program is after each Storage of the new data in DATAX (i) and DATAY (i) carried out:

909840/0681909840/0681

-33--33-

SUMZ = SUMZ + YIlAT(I)SUMZ = SUMZ + YIlAT (I)

ZM = SUMZ/ANZM = SUMZ / AN

SUMYY = SUMYY + DATAY(I)**2
S1JMXY = SUMYZ + DATAY(l)*yi!AT(l)
SUMZZ = SUMZZ + YHAT(I)**2
SUMYY = SUMYY + DATAY (I) ** 2
S 1 JMXY = SUMYZ + DATAY (l) * yi! AT (l)
SUMZZ = SUMZZ + YHAT (I) ** 2

RYYHAT = (LJUMYZ - SUMY*oUMZ/AN)/( (SUMYY - SUMY**2/AN)* (SUMZZ - SUMZ**2/AN))**0.5RYYHAT = (LJUMYZ - SUMY * oUMZ / AN) / ((SUMYY - SUMY ** 2 / AN) * (SUMZZ - SUMZ ** 2 / AN)) ** 0.5

Auf obige Weise wird der Korrelationskoeffizient RYYHAT(i) zwischen dem gemessenen Wert und dem geschätzten Wert j von y(t) zu diesem Moment erhalten. |In the above way, the correlation coefficient RYYHAT (i) between the measured value and the estimated value j of y (t) at that moment. |

Im Teil 11 werden die am meisten wahrscheinlichen WertePart 11 shows the most likely values

P(i) und ?ffii (i) des Permeabilitätskoeffizienten und des Membranpotentials zu diesem Zeitpunkt erhalten. Das heisst, P(i) und ΨΊη(±) werden erhalten, indem man in die Gleichungen (1) und (2) die Werte ζ ujnd ζ , die in Teil 1 erhalten worden sind,^, das in Teil 5P (i) and? Ffii (i) of the permeability coefficient and the membrane potential at that time are obtained. That is, P (i) and ΨΊη (±) are obtained by adding into equations (1) and (2) the values ζ u jnd ζ obtained in Part 1, ^ obtained in Part 5

Λ ΛΛ Λ

erhalten worden ist und a(i) und b(i), die in Teil 9 erhalten worden sind, einsetzt.has been obtained and a (i) and b (i) obtained in Part 9 begins.

In Teil 12 werden, wenn die folgenden Beziehungen unter den Werten von P(i) und 1Vm(±) , erhalten in Teil 11, die Werte von P(i - 1) und ψη (±-_ jj in ähnlicher Weise durch die unmittelbar vorstehende Operation in Teil 11 erhalten und die vorbestimmten Parameter und 'c~ festgelegt worden sind, die erhaltenen RYYHAT(i), P(i) und fm(±) über die DateneingabeZ-ausgabevorrichtung 39 aufgezeichnet und die Rechenoperation beendet.In part 12, when the following relationships are obtained among the values of P (i) and 1 Vm (±) , in part 11, the values of P (i - 1) and ψ η (± -_ jj are similarly by the immediately above operation in part 11 has been obtained and the predetermined parameters t and c have been set, the obtained RYYHAT (i), P (i) and fm (±) are recorded via the data input / output device 39, and the arithmetic operation is ended.

P(O-P (O-

ρΤΠρΤΠ

iKn( i ) -1 iKn (i) - 1

i - 1 )i - 1)

909840/0691909840/0691

■ ■ < ι·ι■ ■ <ι · ι

έ- und t~ sind vorbestimmte Parameter, die die konvergierten Zustände beschreiben und ,es ist üblicherweise bevorzugt, Werte im Bereich von o,oo5 bis o,1 zu haben. Wenn die geforderte Genauigkeit 1 % ist, werden £·., und ί 2 so gewählt, daß sie o,o1 sind. Wenn die berechneten P(i) und Wm (i) nicht konvergiert sind, finden das ! Speichern der Abgabe aus dem A-D-ümsetzer 36 im Zeit- ί intervall &t2, die Berechnung des Differentialkoeffizienten, die Mittelung des Differentialkoeffizienten und die anderen Rechenoperationen für P(D und Wm (i), \'% wie oben beschrieben statt. |έ- and t ~ are predetermined parameters that describe the converged states and, it is usually preferred to have values in the range of 0.05 to 0.1. If the required accuracy is 1%, £ ·., And ί 2 are chosen to be o, o1. If the computed P (i) and Wm (i) have not converged, find that ! Storage of the output from the AD converter 36 in the time interval & t 2 , the calculation of the differential coefficient, the averaging of the differential coefficient and the other arithmetic operations for P (D and Wm (i), \ '% as described above take place. |

Das oben beschriebene Programm ist ein Beispiel für das Erhalten des Permeabilitätskoeffizienten und des Membranpotentials auf der Basis der Gleichung (1) und (2) und ist darauf nicht speziell begrenzt. Beispielsweise muss das Zeitintervall, in dem die Abgabe des A-D-Umsetzers 36 auf den Rechner 37 gegeben wird, nicht immer konstant sein und kann ein/geeigneter Waise programmiertes Zeitintervall sein. Weiterhin verwendet das oben genannte Programm als E(O) in derGleichung (4) das Elektrodenpotential in dem Moment, in dem das Elektroden-! potential sich als Ergebnis der Permeation der lipophilen Ionen in die Vesikel zu ändern beginnt. Wenn jedochThe program described above is an example of obtaining the permeability coefficient and the membrane potential based on the equations (1) and (2) and is not particularly limited thereto. For example the time interval in which the output of the A-D converter 36 is given to the computer 37 does not always have to be be constant and can be a / suitable orphan programmed time interval. Continue to use the above called the program as E (O) in equation (4) the electrode potential at the moment the electrode! potential begins to change as a result of the permeation of the lipophilic ions into the vesicles. But when

das Programm so adaptiert ist, daß als E(O) das Potential verwendet wird, das erhalten worden ist, indem Korrektu- | ren für den Verdünnungseffekt und den Adsorptionseffekt in Zusammenhang mit dem Elektrodenpotential vor der Suspendierung der Vesikel gemacht worden sind, dann ist es nicht nötig, die Eingabe des Elektrodenpotentials in den Rechner 37 unmittelbar nach der Einspritzung der Vesikel zu beginnen, wie es in dem oben genannten Programm dargestellt ist; es ist auch möglich, die Rechenoperation zu jeder gewünschten Zeit, bis das Elektroden-the program is adapted in such a way that E (O) is the potential obtained by correcting | ren for the dilution effect and the adsorption effect in relation to the electrode potential have been made before the suspension of the vesicles, then is it is not necessary to enter the electrode potential into the computer 37 immediately after the injection of the Vesicles to begin as shown in the above program; it is also possible to do the arithmetic operation at any desired time until the electrode

in
potential/seinen stetigen Zustand zurückgekehrt ist,
in
potential / has returned to its steady state,

durchzuführen und dabei das gewünschte Ziel zu erreichen.and to achieve the desired goal in the process.

909840/0681909840/0681

Nachstehend wird beschrieben, wie die. Methode der Erfindung unter Verwendung der Vorrichtung der Erfindung, wie in Fig. 2 gezeigt, praktisch durchgeführt wird.The following describes how the. Method of the invention using the apparatus of the invention, as shown in Fig. 2 is practiced.

Zunächst wird ein Stromschalter (nicht dargestellt) f»First, a power switch (not shown) f »

4 an der Vorrichtung gemäss Fig. 2 eingeschaltet, um die ' 4 turned on according to the apparatus of Fig. 2, the '

Apparatur ausreichend aufzuwärmen. Da insbesondere das Elektrodenpotential temperaturempfindlich ist, muss sichergestellt werden, daß die Temperatur des konstanten Temperaturbades 23 innerhalb eines zulässigen Temperatur-Ιο bereichs kontrolliert wird. Ein gewisses Volumen eines aliquoten Teils wird aus der Flüssigkeit abgezogen, die die notwendigen Bedingungen erfüllen muss, um die Vesikel zu suspendieren, und die darin gelöst die lipophilen Ionen in einer so gering wie möglichen Konzentration in einem Bereich aufweist, in dem das Ansprechen ! der Elektrode auf die lipophilen Ionen der Nernst'sehen ! Gleichung folgt, und der aliquote Teil wird in das Gefäß 11 gegeben. Die auf lipophile Ionen selektiv ansprechende! f Elektrode 13 und die Bezugselektrode 14 werden in die j 2o Flüssigkeit 12 getaucht und die Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden 13 und 14 wird von dem ; Voltmeter 2o abgelesen, das mit der Ausgangsseite des ' Impedanzwandlers 31 verbunden ist. Eine Spannung, die im wesentlichen in der Größe der abgelesenen Spannung 25 gleich und dieser im Vorzeichen entgegengesetzt ist, ! wird durch den kleinen Gleichstromspannungsgenerator 32 erzeugt und diese Spannung wird durch die Addiervorrich- ! tung 33 dem Ausgang aus dem Impedanzwandler 31 addiert, ίWarm up the apparatus sufficiently. Since the electrode potential in particular is temperature-sensitive, it must be ensured that the temperature of the constant temperature bath 23 is controlled within a permissible temperature range. A certain volume of an aliquot is withdrawn from the liquid which has to meet the necessary conditions to suspend the vesicles and which has the lipophilic ions dissolved therein in a concentration as low as possible in a range in which the response! the electrode on the lipophilic ions of the Nernst's! Equation follows and the aliquot is added to vessel 11. The one that responds selectively to lipophilic ions! f electrode 13 and the reference electrode 14 are immersed in the j 2o liquid 12 and the potential difference between the two electrodes 13 and 14 is determined by the; Read the voltmeter 2o connected to the output side of the impedance converter 31. A voltage which is essentially equal in magnitude to the voltage read 25 and opposite in sign,! is generated by the small DC voltage generator 32 and this voltage is generated by the adder! device 33 is added to the output from the impedance converter 31, ί

um ein Signal zu erhalten, dessen Spannung um einen gewissen Wert anulliert ist. Dieses Signal wird durch den Gleichstromverstärker 35 verstärkt und auf den Recorder 34 gegeben. Es ist: erwünscht, einen geeigneten Störfilter oder Rauschpegelfilter an der Ausgangsseite des Verstärkers 35 anzuordnen, um die Störungen in der Abgabe des Gleichstroir^PTstärkers 35 zu reduzieren. Nachdem durch die Aufzeichnung des Recorders 34 sichergestellt worden ist, daß die Drift der Abgabe von dem Verstärkerto obtain a signal whose voltage is nullified by a certain amount. This signal is generated by the DC amplifier 35 amplified and fed to the recorder 34. It is: desirable, a suitable noise filter or to arrange noise level filters on the output side of the amplifier 35 in order to reduce the disturbances in the output of the DC power amplifier 35 to reduce. After this by recording the recorder 34 it has been ensured that the drift of the output from the amplifier

909840/0681909840/0681

1o1o

2o2o 2525th

3o3o

-36--36-

45 so reduziert worden ist, um innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu liegen, werden die für die oben genannte Rechenoperation nötigen Daten, mit Ausnahme der Abgabe aus dem A-D-Umsetzer 36, über die Dateneingabe/-ausgabevorrichtung 39 dem Rechner 37 eingegeben.45 has been reduced so as to be within a predetermined range, those for the above Data necessary for arithmetic operation, with the exception of the output from the A-D converter 36, via the data input / output device 39 entered the computer 37.

Nachdem die Eingabe der Daten beendet ist, wird ein gewisses Volumen der Vesikel, das für jeden bestimmten Zweck eingestellt ist, mittels der Einspritzvorrichtung 15 in das Gefäß 11 eingespritzt. Wenn eine geeignete Zeitperiode, die im Rechner 37 vorgespeichert ist, nach der Beendigung der Einspritzung vorübergegangen ist, wird die Abgabe aus dem A-D-ümsetzer 36 über die Eingabe/Ausgabekontroll-Schnittstelle 38 in den Rechner 37 in geeigneten Zeitintervallen gegeben und die Rechenoperation gestartet, um das Membranpotential und den Permeabilitätskoeffizienten der Vesikel für die lipophilen Ionen zu erhalten. Nachdem sichergestellt ist, daß die Werte für Gen Permeabilitätskoeffizienten bzw. die Werte für das Membranpotential zu gewissen Werten konvergieren, verursacht der Rechner 37, daß die Daten-After entering the data is finished, a certain volume of the vesicle is determined for each Purpose is set, injected by means of the injection device 15 into the vessel 11. If a suitable Time period which is pre-stored in the computer 37 has passed after the termination of the injection, is the output from the A-D converter 36 via the input / output control interface 38 given into the computer 37 at suitable time intervals and the arithmetic operation started to measure the membrane potential and the coefficient of permeability of the vesicle for the lipophilic To get ions. After it has been ensured that the values for gene permeability coefficients or the values for the membrane potential converge to certain values, the computer 37 causes the data

eingabe/Ausgabevorrichtung 39 entweder das Membranpoten-j tial und/oder den Permeabilitätskoeffizienten der Vesikelmembran für die lipophilen Ionen aufzeichnet und dann die Rechnung stoppt, um für die nächste Messung bereit zu sein. Die Zeit für eine Messung beträgt etwa 1o Minuten.input / output device 39 either the membrane potentiometer-j tial and / or the permeability coefficient of the vesicle membrane for the lipophilic ions and then the calculation stops to be ready for the next measurement. The time for a measurement is approximately 10 minutes.

jjUm die Zeit für die Messung abzukürzen, ordnet man vorzugsweise mehrere Anordnungen von Elektroden 13 und 14, -von Flüssigkeit 12 und von Gefäßen 11 an, so daß die 'Abgabe von diesen Elektroden alternierend unter Verwen-'dung eines Umschaltschalters gemessen werden können. -Das heisst, daß während des Messens mit einem Elektroder \paar die anderen Elektrodenpaare alle in die Flüssigkeit '12 getaucht sind und die anschließende Messung unmittelbar nach der' vorhergehenden Messung mit dem Elektroden-jjTo shorten the time for the measurement, it is preferable to arrange several arrangements of electrodes 13 and 14, -of liquid 12 and of vessels 11, so that the 'Delivery from these electrodes alternately with use a changeover switch can be measured. -That means that while measuring with an electrode \ pair the other electrode pairs are all immersed in the liquid '12 and the subsequent measurement is immediate after the previous measurement with the electrode

909840/0631909840/0631

1o1o

1515th

2o2o

2525th

3o3o

• III ι ι • III ι ι

-37--37-

paar dann begonnen werden kann, dessen Potential konstant geworden'ist, wodurch die Meßzeit verkürzt wird.couple can then be started, the potential of which has become constant, whereby the measurement time is shortened.

Wie oben beschrieben, ist es geinäss der Erfindung möglich, die Grundfaktoren, die die Transportkapazität von Vesikelmembranen definieren, direkt und schnell zu messen.As described above, it is possible according to the invention, the basic factors that define the transport capacity of vesicle membranes, directly and quickly measure up.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen weiter erläutert. Die Beispiele zeigen die Wirkung der Erfindung und daß die Voraussage von Pathogenen mit den mit der Methode und Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erhaltenen Membraneigenschaften möglich ist.The invention is further illustrated below with the aid of examples. The examples show the effect of the Invention and that the prediction of pathogens using the method and apparatus of the present Invention obtained membrane properties is possible.

Beispiel 1example 1

Benzylphenyldimethylammonium (nachstehend als BPDMA bezeichnet) wurde als lipophiles Ion und Tetraphenylbor- ! anion (Tetraphenylborat) als ein Ionenaustauscher gewählt. Ihre Ionenassoziation wird in eine plastifizierte I Vinylchloridfolie von o,2 mm Dicke eingesiegelt, um die Folie 17 herzustellen, die selektiv auf BPDMA+ ansprechbar ist. Ein wie in Fig. 1 gezeigtes Meßsystem wurde aufgebaut; das Konstant-Temperaturbad 23 wurde auf 37°C gehalten. Als Flüssigkeit zum Suspendieren der Vesikel wurden 2 ml einer wässrigen Lösung von 153 mM NaCl, 17 itiM Tris (hydroxymethyl)-aminomethan (nachstehend als NaCl-Tris bezeichnet), dessen pH-Wert mit Salzsäure auf 7,4 eingestellt war, in ein Silikonbehandeltes Glasgefäß 11 gegeben. Nachdem BPDMA im NaCl-Tris im Gefäß 11 so gelöst worden war, daß das .erstgenannte 1o molar wurde, wurde die Lösung stehengelassen, bis das Elektrodenpotential konstant wurde. Dann wurden Erythrozyten, die auf übliche Weise von Ochsenf Menschen und Ratten gesammelt worden waren, jeweils in die oben genannte Lösung, um einen 6%igen Hämatokritwert (Blutzentrifugenwert) zu ergeben, injiziert. Die Veränderungen im erhaltenen ElektrodenpotentiialBenzylphenyldimethylammonium (hereinafter referred to as BPDMA) has been recognized as a lipophilic ion and tetraphenylboron! anion (tetraphenylborate) was chosen as an ion exchanger. Their ion association is sealed in a plasticized vinyl chloride film 0.2 mm thick in order to produce the film 17 which is selectively responsive to BPDMA + . A measuring system as shown in Fig. 1 was set up; the constant temperature bath 23 was kept at 37 ° C. As a liquid for suspending the vesicles, 2 ml of an aqueous solution of 153 mM NaCl, 17% tris (hydroxymethyl) aminomethane (hereinafter referred to as NaCl-Tris), the pH of which was adjusted to 7.4 with hydrochloric acid, was poured into a silicone treated Glass vessel 11 given. After BPDMA had been dissolved in NaCl-Tris in vessel 11 in such a way that the first-mentioned became 10 molar, the solution was left to stand until the electrode potential became constant. Then, erythrocytes conventionally collected from oxenf humans and rats were each injected into the above solution to give 6% hematocrit (blood centrifuge value). The changes in the obtained electrode potential

909840/0681909840/0681

sind in Fig. 4 dargestellt, wobei die Abszisse die Zeit, die Ordinate das Elektrodenpotential und die Kurven 41, 42 und 4 3 die gemessenen Werte für die Erythrozyten von Ochsen bzw. Menschen bzw. Ratten darstellen.are shown in Fig. 4, where the abscissa is time, the ordinate is the electrode potential and the curves 41, 42 and 4 3 represent the measured values for the erythrocytes of oxen and humans and rats, respectively.

Der Wert der Geschwindigkeit der Änderung des Elektrodenpotentials unmittelbar nach dem Einspritzen der Erythrozyten wird durch die Potentialänderung, bis das Zi^Ktrcdenpotential wieder konstant wird, geteilt und als Index für die Permeabilität der Roten Blutzel^gjnhr-gj^ fürThe value of the rate of change in electrode potential immediately after injecting the red blood cells is caused by the change in potential until the Zi ^ Ktrcdenpotential again becomes constant, divided and used as an index for the permeability of the red blood cells ^ gjnhr-gj ^ for

"Io BPDMA angesehen. Der Index von Ochsen-Erythrozyten ist der kleinste, der Index von Menschenerythrozyten ist größer als der von Ochsen-Erythrozyten und der Index von Ratten-Erythrozyten ist der größte. Nach der Literatur (L.L.M. Van Deenen und J. De Gier, Lipids of the Red Cell Membrane, in "The Red Blood Cell", herausg."Io BPDMA viewed. The index of ox erythrocytes is the smallest, the index of human erythrocytes is greater than that of ox erythrocytes and the index of rat erythrocytes is the largest. According to the literature (L.L.M. Van Deenen and J. De Gier, Lipids of the Red Cell Membrane, in "The Red Blood Cell", ed.

von D.M. Surgenor, 2. Auil., Academic Press, S. 147 bis 211, 1975) stimmt die oben angegebene Reihenfolge mit der Reihenfolge der Steigerungen des Grades der Ungesättigtheit von Fettsäuren in Membranen von Roten Blutzellen von diesen Lebewesen überein, was ein Index für die Fluidität der Roten Blutzellmembranen ist und stimmt außerdem mit der Reihenfolge der Steigerung der Permeabilität der Roten Blutzellmembranen für Phosphorsäure oder Glyzerin überein, die nach einer anderen Methode gemessen wurde. Die in Fig. 4 gezeigten Ergebnisse stimmen mit der allgemeinen Meinung überein, daß, wenn die Fluidität von Biomembranen steigt, ihre Permeabilität ebenfalls steigt.by D.M. Surgenor, 2nd Auil., Academic Press, pp. 147 bis 211, 1975) the order given above agrees with the order of the increases in the degree of unsaturation of fatty acids in membranes of red blood cells from these living things match what an index for the fluidity of the red blood cell membranes is and also agrees with the order of the increase in Permeability of red blood cell membranes for phosphoric acid or glycerol match, according to another Method was measured. The results shown in Fig. 4 are consistent with the general belief that, as the fluidity of biomembranes increases, their permeability also increases.

Beispiel 2Example 2

Tetraphenylphosphonium (nachstehend als TPP bezeichnet) wurde als lipophiles Ion verwendet und eine Folie, die selektiv auf TPP+ ansprechbar ist, auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt. Das in Fig. 1 dargestellte Meßsystem wurde verwendet und das Konstant-Tempe raturbad 23 auf 16°C gehalten. Als Flüssigkeit zum Sus-Tetraphenylphosphonium (hereinafter referred to as TPP) was used as the lipophilic ion and a film which is selectively responsive to TPP + was prepared in the manner described in Example 1. The measuring system shown in FIG. 1 was used and the constant temperature bath 23 was kept at 16 ° C. As a liquid for sus-

909840/0681909840/0681

pendieren der Vesikel wurde 1 ml einer gewöhnlichen Ringer-Lösung in ein Silikon-behandeltes Glasgefäß gegeben und TPP wurde in dieser Lösung gelöst, so daßTo suspend the vesicles, 1 ml of an ordinary Ringer's solution was placed in a silicone-treated glass vessel and TPP was dissolved in this solution so that

—5
die erstgenannte 1o molar wurde, worauf die Lösung stehengelassen wurde, bis das Elektrodenpotential konstant wurde. Etwa 3 χ 1o Lymphozyten wurden aus 5 ml frischem Menschenblut z.B. nach der üblichen Angio-Conray-Ficoll-Methode gewonnen, wie es in der Literatur "Tissue typing using a routine onj-step lymphocyte separation technique in Brit. J. Haematol. 18 (197o) 229 - 235 von R. Harris und E.O. Ukaejifo beschrieben ist. Die so erhaltenen Lymphozyten wurden in jeweils 1 ml einer RMPI 164o-Lösung, die ο,15 mg Phytohemagglutinin P (nachstehend als PHA-P bezeichnet), das eine Art von Lectin ist und'eine RPMI 164o-Lösung, die kein PHA-P enthielt, suspendiert, worauf die Suspensionen, nachdem sie 5 Minuten bei 37°C stehengelassen wurden, bei 37°C mit 1oo g 1o Minuten zentrifugiert und die Überstände entfernt, um die Lymphozytenproben (nachstehend als Probe E und Probe F bezeichnet) zu erhalten. Wenn |
-5
the former became 10 molar, whereupon the solution was left to stand until the electrode potential became constant. About 3 10 lymphocytes were obtained from 5 ml of fresh human blood, for example by the usual Angio-Conray-Ficoll method, as described in the literature "Tissue typing using a routine onj-step lymphocyte separation technique in Brit. J. Haematol. 18 ( 197o) 229-235 by R. Harris and EO Ukaejifo The lymphocytes thus obtained were each in 1 ml of an RMPI 164o solution containing ο.15 mg of phytohemagglutinin P (hereinafter referred to as PHA-P), which is a type of Lectin and a RPMI 164o solution which did not contain PHA-P, suspended, whereupon the suspensions, after they had been left to stand at 37 ° C. for 5 minutes, were centrifuged at 37 ° C. at 100 g for 10 minutes and the supernatants were removed to obtain the lymphocyte samples (hereinafter referred to as Sample E and Sample F)

die Proben E und F jeweils in ein Glasgefäß 11 mit kon- | stantem Elektrodenpotential eingespritzt wurden, fiel das Elektrodenpotential augenblicklich durch den Verdünnungseffekt ab, begann aber danach graduell zu fallen und in einem Zeitraum von 2-5 Minuten nach der Einspritzung fiel das Elektrodenpotential mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der Potentialabnahme im Fall der Probe E war um etwa 15 % größer als im Fall der Probe F. Es wird angenommen, daß dieses Phänomen durch die Tatsache verursacht wird, daßr wenn die Lymphozyten durch PHA-P stimuliert werden, die Zellmembranen eine Fluidität aufweisen, die das Fließen der lipophilen Ionen in die Lymphozyten erleichtert. Das Phänomen, daß Lymphozyten, die normalerweise in Ruhe sind, durch eine Antigenstimulierung wie z.B. Lectine angeregt werden, sich in Blasten zur Vermehrung und Differenzierung umzuwandeln, wird alsthe samples E and F each in a glass vessel 11 with con | When the electrode potential was injected at a constant electrode potential, the electrode potential fell instantly due to the dilution effect, but then began to fall gradually, and in a period of 2-5 minutes after the injection, the electrode potential fell at a substantially constant rate. The rate of potential decrease in the case of sample E was about 15% greater than in the case of the sample F. It is believed that this phenomenon is caused by the fact that r when lymphocytes are stimulated by PHA-P, the cell membranes of a Have fluidity that facilitates the flow of lipophilic ions into the lymphocytes. The phenomenon that lymphocytes, which are normally at rest, are stimulated by an antigen stimulation such as, for example, lectins, to transform themselves into blasts for multiplication and differentiation, is called

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-4ο--4ο-

Erscheinung der Bildung von Lymphoblasten bezeichnet. Indem das Verhältnis der gebildeten Blasten zu allen Lymphozyten, die durch Antigene stimuliert werden, gemessen wird, ist es möglich, den Grad der Gesundung oder Besserung von immunologisch überwachten Patienten zu diagnostizieren, autoimmune Krankheiten zu diagnostizieren, die Ursache von Allergien durch Arzneimittel zu identifizieren und die Adaptierbarkeit für Organtransplantationen festzustellen. Eine solche Messung des Verhältnisses der zu Blasten umgewandelten Lymphoblasten zu allen Lymphozyten, die durch Antigene stimuliert worden sind, spielt bereits eine wichtige Rolle bei der klinischen Prüfung und es wurde kürzlich auch die Möglichkeit der Anwendung dieser Messung auf eine frühzeitige Diagnose und Erkenntung von Rückfällen bei Krebs berichtet. Daher ist anzunehmen, daß diese Bestimmung oder Messung immer wichtiger wird.Appearance of the formation of lymphoblasts called. By the ratio of the formed blasts to all lymphocytes that are stimulated by antigens, is measured, it is possible to determine the degree of recovery or improvement of immunologically monitored patients to diagnose autoimmune diseases diagnose the cause of allergies through drugs to identify and determine adaptability for organ transplants. Such a measurement the ratio of lymphoblasts converted to blasts to all lymphocytes stimulated by antigens has been playing an important role in clinical testing and it has recently been the possibility of applying this measurement to early diagnosis and detection of relapses Cancer reports. It can therefore be assumed that this determination or measurement will become more and more important.

Die bisher verwendete Methode zum Messen des oben genannten Vefafiältnisses besteht darin, die Lymphozyten durch Färben zu fixieren, sie unter dem Mikroskop zu beobachten und die Zahl der Lymphozyten, die in Blasten umgewandelt werden, zu zählen oder den Einbau von 3H-Thyidin in Desoxyribonucleinsäure (nachstehend als DNA bezeichnet) zu beobachten. Diese Methoden erfordern jedoch viel Zeit für die Feststellung, umfassen komplizierte Operationen wie z.B. Sterilmachen der Kultur und sind schwierig, automatisch durchzuführen und deshalb nicht geeignet, eine große Anzahl von Proben zu behandeln, wie das in Zukunft erwartet wird.The method used so far to measure the above-mentioned ratio is to measure the lymphocytes Fix by staining, observing them under a microscope and counting the number of lymphocytes that are in blasts converted to counting or the incorporation of 3H-thyidine into deoxyribonucleic acid (hereinafter referred to as DNA designated). However, these methods require a lot of time to include complicated finding Operations such as sterilizing the culture and are difficult to perform automatically and therefore not suitable for handling large numbers of samples as expected in the future.

Andererseits zeigt das mit dem vorliegenden Beispiel beschriebene Phänomen, daß die Methode und Vorrichtung gemäss der Erfindung es möglich machen, daß man das Phänomen der Umwandlung von Lymphozyten in Blasten frühzeitig entdeckt und daß diese Methode und die Vorrichtung in der Praxis für schnelle Messungen des Ver-On the other hand, the phenomenon described with the present example shows that the method and apparatus according to the invention make it possible that one can see the phenomenon of the conversion of lymphocytes into blasts discovered early and that this method and the device in practice for fast measurements of the

hältnisses von Blasten zu Lymphozyten, die durch Antigene stimuliert sind, verwendet werden können.ratio of blasts to lymphocytes generated by antigens stimulated can be used.

Beispiel 3Example 3

TPP wurde als lipophiles Ion genommen, das Meßsystem von Fig. 1 wurde nach derselben Methode wie in Beispiel 2 beschriebendurchgeführt und die Temperatur des konstanten Temperaturbades 23 wurde auf 37°C gehalten. Als Flüssigkeit zum Suspendieren der Zellen wurde 2 ml NaCl-Tris in das Silikon-beschichtete Glasgefäß 11 gegeben und TPP wurde in der Flüssigkeit so gelöst,TPP was taken as the lipophilic ion, the measurement system of Fig. 1 was carried out by the same method as described in Example 2 and the temperature of the constant Temperature bath 23 was kept at 37 ° C. Used as a liquid to suspend the cells 2 ml of NaCl-Tris were placed in the silicone-coated glass vessel 11 and TPP was dissolved in the liquid in such a way that

—5
daß es 1o molar wurde, worauf die Lösung stehengelassen wurde, bis das Elektrodenpotential konstant wurde.
-5
that it was 10 molar, whereupon the solution was left to stand until the electrode potential became constant.

Glatte Muskelzellen wurden nach der üblichen Methode I von den cerebrovaskularen Wänden von für den Schlaganfall empfänglichen spontanen hypertensiven Ratten (nachstehend als SHR-SP bezeichnet), die 9o Tage alt waren und von Normaldruckratten (Wistar-Kyoto, nachstehend als WK bezeichnet) desselben Alters extrahiert. Die extra- j hierten glatten Muskelzellen wurden jeweils in das Glas-!Smooth muscle cells were obtained by the usual method I. from the cerebrovascular walls of stroke susceptible spontaneous hypertensive rats (hereinafter referred to as SHR-SP), 90 days old and from normal pressure rats (Wistar-Kyoto, hereinafter referred to as WK) of the same age extracted. The extracted smooth muscle cells were each in the glass!

gefäß 11 injiziert.^, so daß die Zellen 5 Vol-% ausmachten. Die Geschwindigkeit der Änderung des Elektrodenpotentialjs unmittelbar nach der Einspritzung der glatten Muskelzellen von SHR-SP war 1o % größer als im Fall von WK-Zellen. In der Literatur wird von A.W. Jones (1973) Circul Res. 35, 563-572 berichtet, daß glatte Muskelzellen von SHR-SP eine höhere Ionenpermeabilität der Zellmembran aufweisen als im Fall von WK-Zellen. Das zeigt, daß die Permeabilität der glatten Muskelzellmembran nach der im vorliegenden Beispiel beschriebenen Methode gemessen werden kann.Vessel 11 injected. ^, so that the cells made up 5% by volume. The rate of change in electrode potential immediately after smooth muscle cell injection of SHR-SP was 10% greater than that of WK cells. In the literature, A.W. Jones (1973) Circul Res. 35, 563-572 reports that smooth muscle cells of SHR-SP have a higher ion permeability of the cell membrane than in the case of WK cells. That shows that the permeability of the smooth muscle cell membrane according to that described in the present example Method can be measured.

Beispiel 4Example 4

In diesem Beispiel werden die Vorrichtung gemäss Fig. 2 sowie als Vesikel Rote Blutzellen von Menschen verwendet Als Probe, die Vesikel enthält, wurde Blut (Volumen Vg =In this example, the device according to FIG. 2 and human red blood cells as vesicles are used. Blood (volume en V g =

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! 79 ul, Hämatocritwer/; Ht - 38,ο %, Rote Blutzellendichte! 79 µl, hematocritwer /; Ht - 38, ο %, red blood cell density

ι / r ι / r

Nc = 3,89 χ 1o Zellen/ul Blut),aus einer peripheren Vene des Menschen extrahiert, verwendet.Nc = 3.89 χ 1o cells / ul blood), from a peripheral Human vein extracted, used.

• Als Flüssigkeit zum Suspendieren der Vesikel wurde 5 NaCl-Tris in einem Volumen V, von 1,5 ml verwendet.• Used as a liquid to suspend the vesicle 5 NaCl-Tris in a volume V, of 1.5 ml used.

Als lipophile Ionen wurden TPP verwendet, deren Kon- j zentration in der Flüssigkeit 12 1o molai: war.TPPs whose concentration in the liquid was 12 1o molai: were used as lipophilic ions.

Die auf die lipophilen Ionen TPP selektiv ansprechende j Elektrode 13 wurde in der folgenden Weise hergestellt: ' Eine lonenassoziation von TPP und Tetraphenylboranion ' (nachstehend als TP3~ bezeichnet) wurde auf die üblichei Weise hergestellt. In eine Lösung, in der Polyvinylchlorid als Polymer, Dioctylphtalat als Weichmacher und ' ELmethylformamid als Lösungsmittel in einem Gewichts -The j Electrode 13 was made in the following manner: 'An ion association of TPP and tetraphenylboron anion' (hereinafter referred to as TP3 ~) was based on the usual i Way made. In a solution in which polyvinyl chloride as polymer, dioctyl phthalate as plasticizer and ' ELmethylformamide as a solvent in one weight -

'15 verhältnis von 1 : 4 : 1o gemischt waren, wurde die genannte lonenassoziation gelöst, um o,1 Gew.-% zu ergeben und eine Folie von o,2 mm Dicke wurde nach der Gießmethode hergestellt. Ein ausgeschnittener Teil der Folie wurde mit Tetrahydrofuran an das obere Ende des plasti-.'15 ratio of 1: 4: 1o were mixed, was said to be Ion association dissolved to give 0.1 wt .-% and a film of 0.2 mm thickness was by the casting method manufactured. A cut-out portion of the film was attached to the top of the plasti- with tetrahydrofuran.

fizierten Vinylchloridröhrchens 16 befestigt, das einen inneren Durchmesser von 4 mm, einen äußeren Durchmesser von 6 mm und eine Länge von 2o mm hatte. Eine 1o molare TPP -Lösung wurde als Vergleichslösung 18 in das Röhrchen 16 gefüllt und das Röhrchen an der Spitze einer Silber-Silberchloridelektrode HS-9o7 (Toa Electronics Ltd.) befestigt und als lipophile Ionenelektrode 13 benutzt, die selektiv auf TPP anspricht. Als Bezugselektrode wurde eine HS-9o7-Elektrode verwendet.Fastened vinyl chloride tube 16, which has an inner diameter of 4 mm, an outer diameter of 6 mm and a length of 20 mm. A 10 molar TPP® solution was filled into the tube 16 as comparison solution 18 and the tube at the tip of a silver-silver chloride electrode HS-9o7 (Toa Electronics Ltd.) attached and used as the lipophilic ion electrode 13, which responds selectively to TPP. A HS-907 electrode was used as the reference electrode.

Als Gefäß 11 wurde ein mit Silikon behandeltes Glasrohr von 15 ml innerem Durchmesser und 4o mm Höhe verwendet, das so ausgebildet war, daß es die Enden der lipophilen Ionenelektrode 13 und der Bezugselektrode 14 aufnehmen konnte.A glass tube treated with silicone was used as the vessel 11 with an inner diameter of 15 ml and a height of 40 mm, which was designed in such a way that it was the ends of the lipophilic Ion electrode 13 and the reference electrode 14 could accommodate.

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Il Il ι t IIl Il ι t I

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Die anderen Teile der Vorrichtung waren wie folgt: Ein elektromagnetischer Rührer 22 mit kontrollierter Geschwindigkeit wurde von der Anmelderin selbst hergestellt, indem ein Q-con Motor von Japan Servo Co.Ltd. j verwendet wurde. Der Rotor 21 v/ar ein gewöhnlicher Rotorj von 1o ram Länge. Das konstante Temperaturbad 23 war von der Anmelderin selbst aus Acrylharz hergestellt und hatte eine öffnung, um das Gefäß 11 aufzunehmen. Die Umwälzpumpe 24 für das warme Wasser mit konstanter Temperatur stammte von Haake, Deutschland. Die Einspritzvorrichtung 15 war eine 1oo ul-Mikrospritze. Die Schutzbox 25The other parts of the apparatus were as follows: An electromagnetic stirrer 22 with controlled speed was manufactured by the applicant itself using a Q-con motor from Japan Servo Co.Ltd. j was used. The rotor 21 is an ordinary rotor j 1o ram in length. The constant temperature bath 23 was made by the applicant himself from acrylic resin and had an opening to receive the vessel 11. The circulation pump 24 for the warm constant temperature water was from Haake, Germany. The injector 15 was a 100 ul microsyringe. The protective box 25

/ I/ I

war von der Anmelderin selbst aus Aluminium hergestellt.! Der Impedanzwandler 31 war das Modell TR-8651 von Takeda Riken Co., Ltd., der kleine Gleichstromspannungsgenerator 32 war das Modell 31o9 von Yokogawa Electric Viorks, der Recorder 34 und der Gleichstromverstärkerwas made from aluminum by the applicant.! The impedance converter 31 was the TR-8651 model of Takeda Riken Co., Ltd., the small DC voltage generator 32 was a model 31o9 made by Yokogawa Electric Viorks, the recorder 34 and the DC amplifier

35 waren von Yokogawa 'Electric Works. Der A-D-ümsetzer35 were from Yokogawa 's Electric Works. The AD translator

36 war ein Umsetzer mit 8-bit-Auflösung von Burrbrown Inc., Die Eingabe/Ausgabekontroll-Schnittstelle 38 stammte von Motorola Semiconductor Products Inc.36 was an 8-bit resolution converter from Burrbrown Inc., the input / output control interface 38 was from Motorola Semiconductor Products Inc.

Die Dateneingabe/-ausgabevorrichtung 39 war eine Kombination einer Eingabevorrichtung mit Tasten und einem thermischen Drucker. Die Recheneinheit 37 war eine Kombination einer Speicherschaltung von 32K-byte Kapazität und einem Mikroprozessor. Das Erogramm war das in Fig. 3 beschriebene.The data input / output device 39 was a combination an input device with keys and a thermal printer. The arithmetic unit 37 was one Combination of a memory circuit of 32K-byte capacity and a microprocessor. The program was that described in FIG.

Die Temperatur des konstanten Temperaturbades 23 wurde auf 37°C festgesetzt. Da die Potentialdifferenz zwischen der lipophilen Ionenelektrode 13 und der Bezugselektrode 14 -184 mV betrug, wurde eine Spannung von +184 mV durch den kleinen Gleichstromspannungsgenerator 32 erzeugt .The temperature of the constant temperature bath 23 was set at 37 ° C. Since the potential difference between the lipophilic ion electrode 13 and the reference electrode 14 was -184 mV, the voltage was +184 mV generated by the small DC voltage generator 32.

Indönuit an die Ausgabeseite des Gleichstromverstärkers 35 ein Filter mit niedrigem Durchgang, der einen Widerstand von 1o ΚΛ und einen Tantalkondensator von 1o nFIndönuit to the output side of the DC amplifier 35 a low pass filter that has a resistance of 1o ΚΛ and a tantalum capacitor of 1o nF

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1o1o

1515th

2o2o

2525th

( * ι ι t ι(* ι ι t ι

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231,1033231.1033

enthielt, angeschlossen wurde, konnte das Rauschen oder die Störungen auf weniger als 1o uV unterdrückt werden. Etwa 1 Stunde nach dem Einschalten des Stroms für die gesamte Apparatur betrug die Drift der Abgabe aus dem Gleichstromverstärker 35 etwa +o,1 mV/Std., so daß Daten in den Rechner 37 eingegeben wurden.was connected, the noise or interference could be suppressed to less than 10 uV. About 1 hour after switching on the power for the entire apparatus, the drift in the output from the was DC amplifier 35 about + 0.1 mV / hour, so that data has been entered into the computer 37.

Die so eingegebenen Daten waren das Volumen V, (=1,5 ml) der Flüssigkeit 12 zum Suspendieren der Vesikel, das Volumen V (=79 ul) des eingespritzten Bluts, der Hämatocritwert Ht (= 38,ο %) des injizierten Bluts, dieThe data thus entered were the volume V, (= 1.5 ml) of the liquid 12 for suspending the vesicles, the Volume V (= 79 µl) of the injected blood, the hematocrit value Ht (= 38, ο%) of the injected blood that

Erythrozytendxchte N (= 3,89 χ 1o~6 Zellen/ul Blut),Erythrocyte x eight N (= 3.89 χ 1o ~ 6 cells / ul blood),

ο 'ο '

die Temperatur T (= 31o,o K) des konstanten Temperaturbads 23 und die anullierte Spannung SUBPOT (= -184mV), die durchden kleinen Spannungsgenerator 32 erzeugt wird.the temperature T (= 31o, o K) of the constant temperature bath 23 and the canceled voltage SUBPOT (= -184mV) generated by the small voltage generator 32.

Das Volumen V nur der Flüssigkeit 12 zum Suspendieren der Erythrozyten und das Gesamtvolumen V und die gesamr te Oberflächenfläche A der injizierten Erythrozyten, die zur Berechnung von P und ysm gemäss den Gleichungen (1) und (2) erforderlich sind, wurden durch den Rechner 37 gemäss denfolgenden Gleichungen berechnet:The volume V of only the liquid 12 for suspending the erythrocytes and the total volume V and the total surface area A of the injected erythrocytes, which are required for calculating P and ys m according to equations (1) and (2), were determined by the calculator 37 calculated according to the following equations:

/T = vb + vs(i - ^)/ T = v b + v s (i - ^)

,11, 11

= V= V

Ht
s'100
Ht
s'100

A =A =

x 10~9 -|x 10 ~ 9 - |

—·) J .(V -N- ·) J. (V -N

S CS C

Die Gleichung zur Berechnung von A wurde unter der Annahme aufgestellt, daß das Volumen und die Oberflächen-r: ^fläche einer Standard-Erythrozyte des Menschen 9o um «'und 16o um sind und daß die Erythrozyten, obwohl sie von verschiedener Größe sind, in der Form ähnlich sind.The equation for calculating A was set up assuming that the volume and surface r: ^ area of a standard human erythrocyte 9o And that the erythrocytes, although of different sizes, are similar in shape.

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Die anderen für die Berechnung notwendigen I&rameter waren alle im Rechner 37 gespeichert. Die Werte der Hauptparameter sind wie folgt: Das Zeitintervall Λ t.. zwischen dem Einspritzen der Probe und dem Start des Eingehens der Ausgabe aus dem A-D-Umsetzer 36 in den Rechner 37 beträgt 15 Sekunden. Das ZeitintervallΔ t„ zum Eingeben der folgenden Abgabe aus dem A-D-Umsetzer 36 in den Rechner 37 beträgt 6,ο Sekunden. Der Zeitpunkt oder das Moment tQ/ an dem die Rechenoperation beginnt, ist 51 Sekunden. Die Zahl der Momente k, die sich, basierend auf der Zeit, vor und nach dem augenblicklichen Moment verschieben, wenn der mittlere Verschiebungswert des Differentialkoeffizienten erhalten wird, ist 6. Der Parameter L1, der für das Abstoppen der Rechnung notwendig ist, istThe other I parameters required for the calculation were all stored in the computer 37. The values of the main parameters are as follows: The time interval Λ t .. between the injection of the sample and the start of the input of the output from the AD converter 36 into the computer 37 is 15 seconds. The time interval Δ t "for entering the following output from the AD converter 36 into the computer 37 is 6. o seconds. The point of time or the moment t Q / at which the arithmetic operation begins is 51 seconds. The number of moments k shifting before and after the current moment based on time when the mean shift value of the differential coefficient is obtained is 6. The parameter L 1 necessary for stopping the calculation is

= o,o1. = o, o1.

Wenn menschliches Blut in das Gefäß 11 nach Beendigung der Eingabe der oben genannten Daten eingespritzt wor-'den war, begann der Rechner 37 die Abgabe aus dem A-D-Umsetzer 36 von dem bestimmten Moment an aufzunehmen und der Rechner 37 führte die Rechnung bei jedem Moment durch und schrieb die berechneten Ergebnisse aus.When human blood in the vessel 11 after completion the input of the above-mentioned data had been injected, the computer 37 began the output from the A-D converter 36 from the specified moment and the computer 37 performed the calculation at each moment and wrote out the calculated results.

Fig. 5 zeigt Kurven, die durch Auftragen der Rechenergebnisse erhalten worden sind. Die schwarzen Punkte sind diejenigen Ergebnisse, die durch Auftragen gegen die Momente DATAX(i) der Werte DATAY(i) von y(t) des Moments DATAX(i), definiert durch die Gleichung (6) nach dem Beginn der Rechnung erhalten worden sind. Die ausgezogene Linie 44 ist eine gerade Linie y(t) = % + "b (t - t ) (bei dieser Zeit sind a = -4,o2 und Id = -ö,399). Die unterbrochene Linie 45 zeigt die durch den Recorder 34 aufgezeichneten Veränderungen des Elektjjro, denpotentials. Die Berechnung wurde alle 7 Minuten nach dem Start der Berechnung gestoppt und die endgültige Berechnung ergab in diesem Fall folgendes: Das Membran-Fig. 5 shows curves obtained by plotting the calculation results. The black points are the results obtained by plotting against the moments DATAX (i) of the values DATAY (i) of y (t) of the moment DATAX (i) defined by equation (6) after starting the calculation . The solid line 44 is a straight line y (t) = % + "b (t - t) (at this time a = -4, o2 and Id = -6, 399). The broken line 45 shows the line through the Changes in electrical potential were recorded on recorder 34. The calculation was stopped every 7 minutes after the start of the calculation, and the final calculation in this case resulted in the following:

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2311Q3a2311Q3a

potentialpotential

von menschlichen Erythrozyten ist -3o,8 mV>of human erythrocytes is -3o.8 mV>

der Permeabilitätskoeffizient P für menschliche Erythrozyten für TPP ist 7,19 χ 1o cm/Sek. und der Korrelathe permeability coefficient P for human erythrocytes for TPP is 7.19 χ 10 cm / sec. and the correla

tionskoeffizient btion coefficient b

RYYHAT zwischen y(t) und y(t) = a +RYYHAT between y (t) and y (t) = a +

bt ist o,993. Wie ausFig. 5 und dem Wert für RYYHAT hervorgeht, sind die Werte für y(t) der Gleichung (6)f für t-to aufgetragen fast eine gerste Linie, was die Meßmethode der Erfindung garantiert. Darüber hj.na_j. stimmen das Membranpotential und der Permeabilitätskoeffizient von menschlichen Erythrozyten gegenüber TPPbt is o.993. As shown in Fig. 5 and the value for RYYHAT, the values for y (t) of the equation (6) f plotted for tt o are almost a barley line, which guarantees the measuring method of the invention. About it hj.na_j. the membrane potential and the permeability coefficient of human erythrocytes compared to TPP are correct

Tritium markiertem TPP überein.Tritiated TPP.

, gemessen nach der Radioisotopmethode,mit mit, measured by the radioisotope method, with with

gut mit den oben genannten Wertengood with the above values

Mit den üblichen Membranmeßmethoden kann die Operation j nicht durchgeführt v/erden, bevor die Elektrodenpotentiale konstant werden, nachdem das Blut eingespritzt ist und diese Zeitspanne kann relativ kurz sein, da die Ge- \ schwindigkeit der Permeation der lipophilen Ionen durch die Roten Zellmembranen bei einer solch hohen Temperatur, wie 37°C groß ist,jedoch werden mehr als 15 Minuten j benötigt. Darüber hinaus ist es nötig, das mühsame Ver- ; fahren der Berechnung durchzuführen, indem man die \ Variation des Elektrodenpotentials in eine komplizierte ! Gleichung einsetzt und nur das Membranpotential erhält, j Andererseits ergibt die Methode gemäss der Erfindung j den besonderen Effekt, daß nicht nur die Werte des Mem- jWith the usual Membranmeßmethoden the operation can v / ground j is not performed before the electrode potentials are constant after the blood is injected and this time period may be relatively short, because the overall \ speed of permeation of lipophilic ions through the red cell membranes at a as high as 37 ° C, but more than 15 minutes j are required. In addition, it is necessary to do the tedious; continue to perform the calculation by turning the \ variation of the electrode potential into a complicated! Equation uses and only receives the membrane potential, j On the other hand, the method according to the invention j has the special effect that not only the values of Mem- j

branpotentials, sondern auch der Permeabilitätskoeffizient gleichzeitig in einer kurzen Zeit von etwa 7 Minuten erhalten werden'kann. Daher stellt die Erfindung einen großen Beitrag für die medizinische Forschung und zur Beschleunigung der klinischen Prüfung dar.branpotentials, but also the permeability coefficient can be obtained simultaneously in a short time of about 7 minutes. Hence the invention makes a great contribution to medical research and accelerates clinical trials.

Beispiel 5Example 5

Dieses Beispiel wurde unter denselben Bedingungen wie das Beispiel 4 durchgeführt mit der Ausnahme, daß Liposome als Vesikel und BPDMA als lipophile IonenThis example was carried out under the same conditions as Example 4 with the exception that Liposomes as vesicles and BPDMA as lipophilic ions

_ 909840/0681_ 909840/0681

iii^JH1 WtnVWtfWffiffiWff^t^^ttWBW^ffW^I^iii ^ JH1 WtnVWtfWffiffiWff ^ t ^^ ttWBW ^ ffW ^ I ^

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verwendet wurden. Zwei Arten von Liposomen wurden nach üblicher Weise hergestellt. Die eine enthielt nur Dimiristoylphophatidylcholin (nachstehend als Liposom A bezeichnet) und das andere enthielt Dimiristoylphosphatidylcholin und Cholesterin (nachstehend als Liposom B j bezeichnet). Als Flüssigkeit in den Liposomen wurde ! eine 154 mM Natriumcitratlösung mit einem auf 7,4 einge-r stellten pH verwendet. Das molare Verhältnis von Chole- ' sterin im Lipid des Liposoms B betrug 37,5 %. Die Permeabilitätskoeffizienten der Liposome A und B für BPDMA wurden unter verschiedenen Temperaturbedingungen in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 beschrieben gemessen. Die gemessenen Ergebnisse, die gegen die Tempera-jturänderung aufgetragen wurden, sind in Fig. 6 gezeigt. Schwarze Kreise bedeuten die gemessenen Werte für das Liposom A und weisse Kreise bedeuten die gemessenen Werte für das Liposom B. Fig. 6 zeigt, daß die in diesem Beispiel verwendeten Liposome auch den doppelten Effekt von Cholesterin aufweisen, d.h. den Effekt, daß die Zugabe von Cholesterin die Fluidität einer Phospholipid- ; membran bei Temperaturen oberhalb des Phasenübergangspunkts (in der Nähe von 2o°C in diesem Beispiel) des Phospholipids verringert und bei Temperaturen unterhalb des Phasenübergangspunktes die Fluidität steigert. So erlaubt die Verwendung der Vorrichtung gemäss der Erfindung die leichte Bestimmung der Temperaturabhängigkei^ des Permeabilitätskoeffizienten von Vesikelmembranen für lipophile Ionen (entsprechend der Fluidität der Vesikelmembran), wodurch es möglich ist, leicht wertvolle; Informationen für die allgemeine Medizin und die klinische Medizin zu erhalten, wie z.B. den Phasenübergangspunkt der Vesikelmembran usw. Dies ist ein großer Beitrag zum Fortschritt der Medizin.were used. Two types of liposomes were used after made in the usual way. One contained only dimiristoylphophatidylcholine (hereinafter referred to as liposome A) and the other contained dimiristoylphosphatidylcholine and cholesterol (hereinafter referred to as liposome B j). When the liquid in the liposomes was! a 154 mM sodium citrate solution with a reduced to 7.4 r set pH used. The molar ratio of chole- ' sterol in the lipid of liposome B was 37.5%. The permeability coefficient the liposomes A and B for BPDMA were measured under different temperature conditions in the same manner as described in Example 4. The measured results against the temperature change are shown in FIG. Black circles mean the measured values for that Liposome A and white circles denote the measured values for liposome B. FIG. 6 shows that the in this Example liposomes used also have the double effect of cholesterol, i.e. the effect that the Adding cholesterol to the fluidity of a phospholipid; membrane at temperatures above the phase transition point (near 20 ° C in this example) of the Phospholipids are reduced and the fluidity is increased at temperatures below the phase transition point. So allows the use of the device according to the invention to easily determine the temperature dependencies of the permeability coefficient of vesicle membranes for lipophilic ions (corresponding to the fluidity of the vesicle membrane), which makes it possible to easily valuable; Obtain information for general medicine and clinical medicine, such as the phase transition point the vesicle membrane, etc. This is a great contribution to the advancement of medicine.

Beispiel 6Example 6

Messungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 4 beschrieben durchgeführt, um die Permeabilitätskoeffizien-Measurements were carried out in the same manner as described in Example 4 in order to determine the permeability coefficient

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2311QΪ32311QΪ3

ten für lipophile Ionen (TPP ) bei Erythrozyten zu bestimmen, die nach der üblichen Methode einmal von zum Schlag neigenden spontan hypertensiven Ratten, die ein verschiedenes Alter von Tagen hatten (SHR-SP) und normal tensiven Ratten (WK), die ebenfalls ein Alter von verschiedenen Tagen hatten. Die Meßergebnisse sind zusammen mit den Änderungen des Blutdrucks mit dem Alter in Fig. 7 dargestellt. Die Messungen wurden bei 17,5°C durchgeführt. Schwarze Kreise zeigen die gemessenen Werte der Permeabilitätskoeffizienten der Roten Blutzellmembranen der SHR-SP-Ratten und weisse Kreise die Werte für WK-Ratten, jeweils gegenüber TPP ,aufgetragen gegen das Alter in Tagen der Ratten. Schwarze Dreiecke zeigen die gemessenen Blutdruckwerte der SHR-SP-Ratten und weisse Dreiecke zeigen die gemessenen Blutdruckwerte der WK-Ratten, jeweils aufgetragen gegen das Alter der Ratten in Tagen. Der Permeabilitätskoeffizient der Roten Blutzellmembran der SHR-SP-Ratten gegenüber TPP ist signifikant größer als der von WK-Ratten, bevor der Blutdruck steigt. Dies zeigt an, daß die Voraussage von Genen für den Schlag oder den Sdilaganfall durch die Methode und Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung getroffen werden kann, bevor der Blutdruck steigt.th for lipophilic ions (TPP) in erythrocytes, which according to the usual method once from to Stroke-prone spontaneously hypertensive rats that were different days of age (SHR-SP) and normal intense rats (WK) that were also different days old. The measurement results are shown in FIG. 7 along with changes in blood pressure with age. The measurements were made at 17.5 ° C carried out. Black circles show the measured values of the permeability coefficients of the red blood cell membranes of the SHR-SP rats and white circles the values for WK rats, in each case against TPP, plotted versus the age in days of rats. Black triangles show the measured blood pressure values of the SHR-SP rats and white triangles show the measured blood pressure values of the WK rats, in each case plotted against the age of the rats in days. The permeability coefficient of the red blood cell membrane of the SHR-SP rats versus TPP is significantly greater than that of WK rats before blood pressure rises. This indicates that the prediction of genes for the stroke or the sdilagan attack by the method and device according to of the present invention can be taken before blood pressure rises.

9*09840/069 * 09840/06

Claims (1)

D-5000 KÖLN 1D-5000 COLOGNE 1 1-2o.März 1979 AvK/IMMarch 1-2o, 1979 AvK / IM Methode und Vorrichtung zur Bestimmung der Membraneigenschaften von VesikelnMethod and device for determining the membrane properties of vesicles PatentansprücheClaims 1 J Methode zum Messen der Membraneigenschaften von Vesikeln, bei der in eine Flüssigkeit, in der lipophile Ionen gelöst und Vesikel suspendiert sind, eine Elektrode, die selektiv auf lipophile Ionen anspricht, eingetaucht ist, um ihr Potential zu bestimmen, wobei die Membraneigenschaften der Vesikel gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verlauf der Änderung der lipophilen Ionenkonzentratxon der Flüssigkeit, bezogen auf die Gegenwart der Vesikel, als Änderung des Elektrodenpotentials gemessen wird und daß die Geschwindigkeit, mit der es sich pro Zeit ändert, als Meßsignal erhalten wird und damit die Membraneigenschaften der Vesikel gemessen werden.1 J Method for measuring the membrane properties of vesicles in which a liquid is lipophilic Ions are dissolved and vesicles are suspended, an electrode that responds selectively to lipophilic ions is immersed is, in order to determine their potential, whereby the membrane properties of the vesicles are measured, characterized in, that the time course of the change in the lipophilic ion concentration of the liquid, based on the presence the vesicle, measured as a change in the electrode potential and that the rate at which it moves changes per time, is obtained as a measurement signal and thus the membrane properties of the vesicles are measured. 2. Methode nach "Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der lipophilen Ionenkonzentratxon mit der Zeit durch Zugabe der Vesikel oder von in einer Flüssigkeit suspendierten Versikeln zu der Lösung, in der die lipophilen Ionen gelöst sind, verursacht wird.2. Method according to "Claim 1, characterized in that the change in the lipophilic ion concentrate over time by adding the vesicles or versicles suspended in a liquid to the solution in which the lipophilic Ions are dissolved, is caused. 909840/0S81909840 / 0S81 23110332311033 .3. Methode r..ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der lipophilen Ionenkonzentration mit der Zeit nur durch die Permeation der lipophilen Ionen in die Vesikel verursacht wird..3. Method according to claim 1, characterized in that the change in the lipophilic ion concentration over time caused only by the permeation of the lipophilic ions into the vesicles. 4. Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich pro Zeit ändernde Geschwindigkeit des festgestellten Meßsignals durch eine Differenz des Elektrodenpotentials geteilt wird, die den Vesikeln inhärent ist.4. The method according to claim 1, characterized in that the changing speed of the determined over time Measurement signal is divided by a difference in electrode potential that is inherent in the vesicles. 5. Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permeabilitätskoeffizient der Vesike!membran für die Ii-' philen Ionen und/oder das Membranpotential der Vesikelmembran aus der zeitlichen Veränderung der Geschwindigkeit des test- i gestellten Meßsignals berechnet wird. ;5. The method according to claim 1, characterized in that the permeability coefficient of the vesicle! Membrane for the Ii- 'phile ions and / or the membrane potential of the vesicle membrane is calculated from the time change in the speed of the test i provided measurement signal. ; 6. Methode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßung durchgeführt wird, während die Flüssigkeit bei einer konstanten Temperatur gehalten wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the measurement is carried out while the liquid is at is kept at a constant temperature. 7. Vorrichtung zur Bestimmung der Membraneigenschaften von Vesikeln, umfassend ein Gefäß für die lipophilen Ionen und die Vesikel und eine Elektrode, die selektiv auf lipo-7. Device for determining the membrane properties of vesicles, comprising a vessel for the lipophilic ions and the vesicles and an electrode which is selective for lipophilic ions phile Ionen anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine /Recheneinheit (37) aufweist, die elektrisch mit der Elektrode (13)responds to phile ions, characterized in that they are a / Computing unit (37) which is electrically connected to the electrode (13) verbunden ist, um die zeitliche Veränderung der Geschwindigkeit der Elektrodenabgabeleistung zu berechnen.is connected to the change in speed over time to calculate the electrode output power. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einspritzvorrichtung (15) zum Einspritzen eines konstanten Volumens der Vesikel oder der lipophilen Ionenlösung in das Gefäß (11) aufweist.8. The device according to claim 7, characterized in that it has an injection device (15) for injecting a constant volume of the vesicle or the lipophilic ion solution in the vessel (11). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gskennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Auslösen eines Signals (26) vorgesehen ist, die der Recheneinheit (37) ein elektrisches Signal übermittelt, das mit dem Einspritzen der Einspritzvor-9. Apparatus according to claim 8, characterized in that that a device for triggering a signal (26) is provided, which the arithmetic unit (37) an electrical signal transmitted that with the injection of the injection 909840/0681909840/0681 ~3~ 2811033~ 3 ~ 2811033 (15) synchronisiert ist.(15) is synchronized. To. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,!
daß sie ein konstantes Temperaturbad (23) für das Gefäß
(11) aufweist.
To. Device according to claim 7, characterized in that!
that they have a constant temperature bath (23) for the vessel
(11).
11. Vorrichtung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefäß (11) und die Elektroden (13, 14) in einem
abgeschirmten Kasten (25),der elektromagnetische Störungen
abhält, angeordnet sind.
11. The device according to claim 7, characterized in that
that the vessel (11) and the electrodes (13, 14) in one
shielded box (25), the electromagnetic interference
prevents, are arranged.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinheit (37) das Volumen der Lösung, das Gesamtvolumen und die gesamte Oberflächenfläche der Vesikel, j I die in der Lösung suspendiert sind, und die Temperatur der j | Lösung gespeichert enthält, und den Permeabilitätskoeffizien- | ten der Vesikelmembran für die lipophilen Ionen und/oder j f das Membranpotential der Vesikelmembran berechnet. |
12. The device according to claim 7, characterized in that
that the arithmetic unit (37) calculates the volume of the solution, the total volume and the total surface area of the vesicles j I suspended in the solution, and the temperature of the j | Solution contains stored, and the permeability coefficient- | ten of the vesicle membrane for the lipophilic ions and / or the membrane potential of the vesicle membrane is calculated. |
13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,! | daß sie einen Recorder aufweist, dem in analoger Form das ι | festgestellte Meßsignal zum Aufzeichnen übermittelt wird. I f13. The device according to claim 7, characterized in that! | that it has a recorder to which the ι | detected measurement signal is transmitted for recording. I f 909840Λ0681909840Λ0681
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